使用计算机进行表达式的转换
平常我们用的标准四则运算表达式,如“1+(2-3)*4/5”叫做中缀表达式,,,
中缀转后缀表达式的规则是:
从左到右变量中缀表达式的每个数字和符号,若是数字就输出,即成为后面表达式的一部分,若是符号,则判断其与栈顶符号的优先级,是右括号或者有限级低于栈顶符号(先乘除后加减),则栈顶元素依次出栈并输出,并将当前符号进栈,一直到最后输出后后缀表达式为止,,,
以“9+(3-1)× 3+10÷2”为例
初始化一个空战,用来对符号进栈,
第一个字符是9,输出9,后面是符号“+”,进栈,,,
第三个字符是“(”,依然是符号,因其只是符号“+”,还为配对,故进栈,,
第四个字符是数字3,输出,总表达式为9 3 接着是“-”,进栈,,,
接下来是数字1,输出,总表达式为9,3,1后面是符号“)”,,此时我们需要去匹配此前的“(”,,所以栈顶依次出栈,并输出,直到“(”出栈为止,,此时左括号上方只有“ - ”,因此输出“ - ”,总的输出表达式为9 3 1 - ,,,
接着是数字3,,输出,总的表达式为9 3 1 - 3 ,,紧接着是符号“ × ”,,因为此时的栈顶符号为“ + ”,优先级低于“ * ”,,因此不输出,“ * ”进栈,,
之后是符号“+”,此时当前栈顶元素是“ × ”比“ + ”的优先级高,,因此栈中元素出栈并输出(没有比“+”号根低的优先级,所以全部出栈),,总输出表达式为9 3 1 - 3 × +,,然后将当前这个符号“+” 进栈,,
接着是数字10,,输出总的表达式就是:9 3 1 - 3 * + 10 后面的是“÷”,所以“/”进栈
最后一个数字2,,输出,然后件栈中的符号全部输出,,即最终的表达式是:9 3 1 - 3 * + 10 2 / +
实现方法:主要利用的栈的特性,然后是使用状态机的思路实现,,,把“+-”,“*/”,“(”,“)”分别看做一种状态,,然后挨个实现每个状态之间的跳转,,,值得注意的是:每个状态的下一步都有可能是四个状态,,一定要讨论所有的输入,然后在考虑下一状态,,,点击查看状态机的简易实例
下面是使用以上思路实现的代码,,,,
之前问题一修改,若有错误请留言。
namespace 玩嗨的练习
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//运行时用建议输入空格
Console.WriteLine("请输入您要转换的表达式:");
string inputstr = Console.ReadLine();
//测试用
//string inputstr = "9 * (3 - 1) + (10 - 1) / 2";
//string inputstr = "1 - 2 - 3 * 4 + 10 / 5";
Console.WriteLine("您转换后的结果为:");
Change(inputstr);
Console.ReadKey();
}
private static void Change(string inputstr)
{
Stack<char> arrStark = new Stack<char>();
char[] arrChar = inputstr.ToCharArray();
int a = 4; //默认状态是什么都没有,这里是4状态,,
for (int i = 0; i < arrChar.Length; i++)
{
//数字空格就直接输出
if (arrChar[i] <= '9' && arrChar[i] >= '0')
{
Console.Write(arrChar[i]);
}
if (arrChar[i] == ' ')
{
Console.Write(" ");
}
//运算符走状态机
switch (a)
{
//=============================状态1 * / ====================================
case 1: //表示当前是+- 状态
if (arrChar[i] == '+' || arrChar[i] == '-')
{
a = 1;
Console.Write(arrStark.Pop());
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == '*' || arrChar[i] == '/')
{
a = 2;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == '(')
{
a = 3;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == ')')
{
a = 4;
for (int j = 0; j < arrStark.Count; j++)
{
//输出括号中间的符号,,,
if (arrStark.Peek() == '(')
{
//把左括号,,弹出栈外
arrStark.Pop();
break;
}
else
{
Console.Write(arrStark.Pop());
}
}
}
break;
//=============================状态2 * / ====================================
case 2: //表示当前是* / 状态
if (arrChar[i] == '+' || arrChar[i] == '-')
{
a = 1;
for (int j = 0; j <= arrStark.Count; j++)
{
//Console.Write(arrStark.Count);
Console.Write(arrStark.Pop());
}
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == '*' || arrChar[i] == '/')
{
a = 2;
Console.Write(arrStark.Pop());
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == '(')
{
a = 3;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == ')')
{
a = 4;
for (int j = 0; j < arrStark.Count; j++)
{
if (arrStark.Peek() == '(')
{
//把左括号,,弹出栈外
arrStark.Pop();
break;
}
else
{
//输出括号中间的符号,,,
Console.Write(arrStark.Pop());
}
}
}
break;
//=============================状态3 ) ====================================
case 3: //表示当前是( 状态
if (arrChar[i] == '+' || arrChar[i] == '-')
{
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == '*' || arrChar[i] == '/')
{
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == '(')
{
a = 3;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrChar[i] == ')')
{
a = 4;
for (int j = 0; j < arrStark.Count; j++)
{
if (arrStark.Peek() == '(')
{
//把左括号,,弹出栈外
arrStark.Pop();
break;
}
else
{
//输出括号中间的符号,,,
Console.Write(arrStark.Pop());
}
}
}
break;
//=============================状态4 ( ====================================
case 4: //表示当前是 ) 状态
if (arrChar[i] == '+' || arrChar[i] == '-')
{
if (arrStark.Count == 0)
{
a = 1;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
{
if (arrStark.Peek() == '+' || arrStark.Peek() == '-')
{
a = 1;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
if (arrStark.Peek() == '*' || arrStark.Peek() == '/')
{
a = 1;
for (int j = 0; j < arrStark.Count; j++)
{
Console.Write(arrStark.Pop());
}
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
}
}
else
if (arrChar[i] == '*' || arrChar[i] == '/')
{
if (arrStark.Count == 0)
{
a = 2;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else
{
if (arrStark.Peek() == '+' || arrStark.Peek() == '-')
{
a = 2;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
else if (arrStark.Peek() == '*' || arrStark.Peek() == '/')
{
a = 2;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
}
}
else
if (arrChar[i] == '(')
{
a = 3;
arrStark.Push(arrChar[i]);
}
if (arrChar[i] == ')')
{
a = 4;
for (int j = 0; j < arrStark.Count; j++)
{
if (arrStark.Peek() == '(')
{
//把左括号,,弹出栈外
arrStark.Pop();
break;
}
else
{
//输出括号中间的符号,,,
Console.Write(arrStark.Pop());
}
}
}
break;
default:
Console.WriteLine("Wrong");
break;
}
}
//遍历栈中剩余的符号输出,并清空栈,
foreach (char item in arrStark)
{
Console.Write(" " + item);
}
arrStark.Clear();
}
}
}
测试效果图:
作者:Czhenya