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C++棧實(shí)現(xiàn)逆波蘭式的應(yīng)用

 更新時(shí)間:2021年11月26日 09:19:43   作者:藍(lán)樂(lè)  
逆波蘭式指的是操作符在其所控制的操作數(shù)后面的表達(dá)式。本文主要介紹了C++棧實(shí)現(xiàn)逆波蘭式的應(yīng)用,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

一.定義

逆波蘭式,又稱后綴表達(dá)式,指的是操作符在其所控制的操作數(shù)后面的表達(dá)式。
舉個(gè)例子,1 + 2 * 3 - 4這個(gè)表達(dá)式是我們熟悉的中綴表達(dá)式,那么其所對(duì)應(yīng)的后綴表達(dá)式為:1 2 3 * + 4 -。
再來(lái)個(gè)復(fù)雜的例子:1 * (2 + 3) / 5 - 4 / 2其對(duì)應(yīng)的后綴表達(dá)式為:1 2 3 + * 5 / 4 2 / -(其中括號(hào)由于只是提升表達(dá)式優(yōu)先級(jí)的作用,因此不放入后綴表達(dá)式中)。

二.逆波蘭式的意義

為什么要將看似簡(jiǎn)單的中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為復(fù)雜的逆波蘭式,原因就在于這個(gè)簡(jiǎn)單是相對(duì)我們?nèi)祟?lèi)的思維結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)的,對(duì)計(jì)算機(jī)而言中序表達(dá)式是非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。相對(duì)的,逆波蘭式在計(jì)算機(jī)看來(lái)卻是比較簡(jiǎn)單易懂的結(jié)構(gòu)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)普遍采用的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是棧式結(jié)構(gòu),它執(zhí)行先進(jìn)后出的順序。

三.逆波蘭式的實(shí)現(xiàn)

1.方法

(1)中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)化為后綴表達(dá)式

對(duì)于給出的中綴表達(dá)式,如何將其轉(zhuǎn)化為后綴表達(dá)式呢?
第一,若遇到操作數(shù)則直接輸出/存儲(chǔ)。
第二,遇到操作符,若此時(shí)棧為空或者操作符優(yōu)先級(jí)高于棧頂,則入棧。
第三,若操作符的優(yōu)先級(jí)低于或者等于棧頂,則出棧直至??栈蛘邇?yōu)先級(jí)低于該操作符。
第四,遇到'(',其后的所有操作符(直至遇到')')按上述操作入棧或出棧;當(dāng)遇到')‘時(shí),將'('頂上的所有操作符出棧。

在這里插入圖片描述

(2)由后綴表達(dá)式計(jì)算結(jié)果

第一,遇到操作數(shù)則入棧。
第二,遇到操作符則將棧頂?shù)膬蓚€(gè)操作數(shù)出棧,其中第一個(gè)數(shù)為右操作數(shù),第二個(gè)數(shù)為左操作數(shù)。
第三,計(jì)算結(jié)果并將計(jì)算的結(jié)果入棧。
第四,最后棧頂?shù)慕Y(jié)果即為所計(jì)算的結(jié)果。

在這里插入圖片描述

2.代碼實(shí)現(xiàn)

#include <iostream>
#include <string>
#include <stack>
#include <vector>
using namespace std;

string trans(string& s)
{
	string operand;
	stack<char> Operator;
	int flag = 0;//記錄括號(hào)優(yōu)先級(jí)
	for (const auto& e : s)
	{
		if (e == '(')
		{
			Operator.push(e);
			flag = 1;
			continue;
		}
		if (e == ')')
		{
			flag = 0;
			while (Operator.top() != '(')
			{
				operand.push_back(Operator.top());
				Operator.pop();
			}
			Operator.pop();
			continue;
		}
		//操作符
		if (e == '+' || e == '-' || e == '*' || e == '/')
		{
			if (flag == 1)
			{
				if (Operator.top() == '(')
				{
					Operator.push(e);

				}
				else if ((e == '*' || e == '/') && (Operator.top() == '+' || Operator.top() == '-'))
				{
					Operator.push(e);
				}
				else//操作符的優(yōu)先級(jí)低于或等于棧頂操作符則出棧,直至遇到'('
				{
					while (Operator.top() != '(')
					{
						operand.push_back(Operator.top());
						Operator.pop();
					}
					Operator.push(e);
				}
			}
			else if (Operator.empty())//棧空就入棧
			{
				Operator.push(e);
			}
			//操作符的優(yōu)先級(jí)高于棧頂操作符,入棧
			else if ((e == '*' || e == '/') && (Operator.top() == '+' || Operator.top() == '-'))
			{
				Operator.push(e);
			}
			else//操作符的優(yōu)先級(jí)低于或等于棧頂操作符則出棧,直至??栈蛘邇?yōu)先級(jí)高于棧頂操作符
			{
				while (!Operator.empty())
				{
					operand.push_back(Operator.top());
					Operator.pop();
				}
				Operator.push(e);
			}
		}
		//操作數(shù)
		else
		{
			operand.push_back(e);
		}
	}
	while (!Operator.empty())
	{
		operand.push_back(Operator.top());
		Operator.pop();
	}
	return operand;
}

int evalRPN(const string& s)
{
	stack<char> operand;
	int left = 0, right = 0;
	for (const auto& e : s)
	{
		if (e == '+' || e == '-' || e == '*' || e == '/')
		{
			switch (e)
			{
			case '+':
				right = operand.top();
				operand.pop();
				left = operand.top();
				operand.pop();
				operand.push(left + right);
				break;
			case '-':
				right = operand.top();
				operand.pop();
				left = operand.top();
				operand.pop();
				operand.push(left - right);
				break;
			case '*':
				right = operand.top();
				operand.pop();
				left = operand.top();
				operand.pop();
				operand.push(left * right);
				break;
			case '/':
				right = operand.top();
				operand.pop();
				left = operand.top();
				operand.pop();
				operand.push(left / right);
				break;
			}
		}
		else//操作數(shù)
		{
			operand.push(e - '0');
		}
	}
	return operand.top();
}

int RPN(const string& str)
{
	//1.中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)化為后綴表達(dá)式
	string s(str);
	s = trans(s);
	//2.后綴表達(dá)式計(jì)算答案
	return evalRPN(s);
}

int main()
{
	string s("1*(2*3+5)/5-4/2");
	int ret = RPN(s);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}

結(jié)果:

在這里插入圖片描述

到此這篇關(guān)于C++棧實(shí)現(xiàn)逆波蘭式的應(yīng)用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 逆波蘭式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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