中缀表达式计算(极其简单!)
一、前言:
本文只是分享一些本人在做经典题目时钻研出的简单方法,此文不详细介绍或钻研算法的原理,只探究应用方法和代码编程的简洁高效,可能欠缺专业性,与大牛们仍有较大差距,如有问题欢迎在评论区指出,定会立即改正!
愿本文对读者有帮助,望包涵!
二、基础概念
栈:先进后出的数据结构
中缀表达式:运算符位于数字之间的表达式,如22+33、1+2*(3+6/2-2)+6
前提:输入保证除数不为0,且各运算结果都为整数,除了第一个数之外不存在负数
三、方法:
需要两个栈:符号栈symbol和数值栈number,顾名思义用来存运算符和运算数
输入:表达式的长度n和表达式的字符序列
输出:运算结果
过程:根据各个符号进行操作,然而每个符号对应的操作内容都是相同的,因此可以自定义一个符号函数,再用if语句设置每个符号的执行条件即可
1. 用string类型记录表达式中的字符
2. 循环遍历字符串,分析各个字符的情况
3. 若是数字字符(ASCII码在48到57之间)
①如果是一位数,直接入数值栈,用字符-48即可
②如果是多位数,用temp记录数值,不断乘10再与下一位相加,直到遇到非数字字符
4. 若是符号字符
①如果是' ( ',则直压入符号栈
②如果是' ) ',调用”符号函数”,直到遇到' ( ',并最后弹出' ( '
③如果是加减号,调用“符号函数”,直到符号栈为空或遇到' ( '
④如果是乘除号,调用“符号函数”,直到符号栈为空或符号栈顶非乘除号
5. 遍历完字符串后,将符号栈剩余的元素依次调用”符号函数“,直到符号栈为空
6. 最后数值栈的栈顶元素即为中缀表达式的运算结果
四、符号函数
1. 无返回值,传参为两个栈symbol和number
2. 首先得到数值栈头部两个元素num1,num2
3. 其次用switch-case结构分支符号栈顶元素对应的不同运算操作,即基本的加减乘除,得到运算结果
4. 最后弹出符号栈的栈顶元素和数值栈的两个栈顶元素,同时压入计算结果到数值栈中
五、注意事项
1. 注意符号栈为空的判断条件要置于首位,防止发生下溢情况
2. 传参也必须声明stack的数据类型<int>或<char>
3. 由于要对传参内容进行修改,需要设置为引用
六、代码
//中缀表达式的运算,保证除数不为0且商为整数,除了第一个数不存在负数
#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
using namespace std;
//符号判断,将一个符号栈顶和两个数值栈顶弹出,得到运算结果压入数值栈
void fuhao(stack<char> &sym,stack<int> &num){
int num1 = num.top();
num.pop();
int num2 = num.top();
num.pop();
int temp;
switch (sym.top()){
case '+' : temp = num2 + num1; break;
case '-' : temp = num2 - num1; break;
case '*' : temp = num2 * num1; break;
case '/' : temp = num2 / num1; break;
default : break;
}
sym.pop();
num.push(temp);
}
int main(){
string s;
cin >> s;
stack<char> symbol;
stack<int> number;
number.push(0);// 用来应对第一个数是负数的情况
int len = s.length();
int i=0;
while (i < len){
// 如果是数值,压入数值栈,注意多位数该如何表示
if (s[i] > 47 && s[i] < 58){
int temp = 0;
while (s[i] > 47 && s[i] < 58){
temp = temp*10 + s[i] - 48;
i++;
}
number.push(temp);
}
// 左括号直接压入符号栈
else if (s[i] == '('){
symbol.push(s[i]);
i++;
}
// 右括号判断符号,直到遇到左括号
else if (s[i] == ')'){
while (1){
fuhao(symbol,number);
if (symbol.top() == '(')
break;
}
symbol.pop();
i++;
}
// +-判断符号,直到遇到栈为空或者左括号
else if (s[i] == '+' || s[i] == '-'){
while (1){
if (symbol.empty() || symbol.top() == '(')
break;
fuhao(symbol,number);
}
symbol.push(s[i]);
i++;
}
// */判断符号,直到遇到栈为空或者非*/号
else if (s[i] == '*' || s[i] == '/'){
while (1){
if (symbol.empty() || (symbol.top() != '*' && symbol.top() != '/') )
break;
fuhao(symbol,number);
}
symbol.push(s[i]);
i++;
}
}
// 将符号栈剩余的符号判断
while (!symbol.empty())
fuhao(symbol,number);
//最后数值栈顶为中缀表达式运算结果
cout << number.top();
return 0;
}
七、参考文献
DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。
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