中缀表达式转后缀表达式--C# 代码实现

2020-12-03 11:15发布

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