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  • Luogu1175 | 表达式的转换 (表达式树)

    题目描述

    平常我们书写的表达式称为中缀表达式,因为它将运算符放在两个操作数中间,许多情况下为了确定运算顺序,括号是不可少的,而中缀表达式就不必用括号了。

    后缀标记法:书写表达式时采用运算紧跟在两个操作数之后,从而实现了无括号处理和优先级处理,使计算机的处理规则简化为:从左到右顺序完成计算,并用结果取而代之。

    例如:8-(3+2*6)/5+4 可以写为:8 3 2 6*+5/-4+

    其计算步骤为:

    8 3 2 6 * + 5 / – 4 +
    8 3 12 + 5 / – 4 +
    8 15 5 / – 4 +
    8 3 – 4 +
    5 4 +
    9

    编写一个程序,完成这个转换,要求输出的每一个数据间都留一个空格。

    输入格式

    就一行,是一个中缀表达式。输入的符号中只有这些基本符号0123456789+-*/^(),并且不会出现形如2*-3的格式。

    表达式中的基本数字也都是一位的,不会出现形如12形式的数字。

    所输入的字符串不要判错。

    输出格式

    若干个后缀表达式,第 (i+1) 行比第 (i) 行少一个运算符和一个操作数,最后一行只有一个数字,表示运算结果。

    输入输出样例

    输入 #1

    8-(3+2*6)/5+4

    输出 #1

    8 3 2 6 * + 5 / - 4 +
    8 3 12 + 5 / - 4 +
    8 15 5 / - 4 +
    8 3 - 4 +
    5 4 +
    9

    说明/提示

    运算的结果可能为负数,(/) 以整除运算。并且中间每一步都不会超过 (2^{31}),字符串长度不超过 (100)

    ————————————————————————————————

    一直欠缺前中后缀表示式的相关姿势,之前只知道可以后表达式二叉树遍历来确定,其实还可以用栈来搞,利用运算符的单调性维护一个单调栈,就可以通过中缀表达式算出前缀/后缀表达式。

    因为这个问题已经被研究了好多好多年了,网上资料也很多(似乎还是以后数据结构课的内容),所以这里就贴一下我觉得海星的相关博文。

    二叉树的简单应用--表达式树

    中缀表达式转换为前缀表达式

    由浅入深表达式树(一)创建表达式树

    主要就是按照第一篇博文的思路写的。

    代码如下:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    string in,str;
    inline int lu(char x) { //栈外优先级 
    	if (x=='(') return 4;
    	else if (x=='^') return 3;
    	else if (x=='+' || x=='-') return 1;
    	else return 2;
    }
    inline int lv(char x) { //栈内优先级 
    	if (x=='(') return 0;
    	else if (x=='+' || x=='-') return 1;
    	else if (x=='*' || x=='/') return 2;
    	else return 3;
    }
    inline void encode() {
    	char sta[107]; int tot=0;
    	int len=(int)in.size();
    	for (int i=0;i<len;i++) {
    		if (isdigit(in[i])) 
    			str.push_back(in[i]),cout<<in[i]<<' ';
    		else if (in[i]==')') {
    			while (sta[tot]!='(')
    				str.push_back(sta[tot]),cout<<sta[tot--]<<' ';
    			tot--;
    		}
    		else { 
    			while (tot && lv(sta[tot])>=lu(in[i])) 
    				str.push_back(sta[tot]),cout<<sta[tot--]<<' ';
    			sta[++tot]=in[i];
    		}
    	}
    	while (tot) str.push_back(sta[tot]),cout<<sta[tot--]<<' ';
    }
    inline void decode() {
    	cout<<'
    ';
    	int len=(int)str.size();
    	int sta[107],tot=0;
    	for (int i=0;i<len;i++) {
    		if (!isdigit(str[i])) {
    			if (str[i]=='+') sta[tot-1]+=sta[tot],tot--;
    			else if (str[i]=='-') sta[tot-1]-=sta[tot],tot--;
    			else if (str[i]=='*') sta[tot-1]*=sta[tot],tot--;
    			else if (str[i]=='/') sta[tot-1]/=sta[tot],tot--;
    			else sta[tot-1]=pow(sta[tot-1],sta[tot]),tot--;
    			for (int j=1;j<=tot;j++) cout<<sta[j]<<' ';
    			for (int j=i+1;j<len;j++) cout<<str[j]<<' ';
    			cout<<'
    ';
    		}
    		else sta[++tot]=str[i]-'0';
    	}
    }
    int main() {
    	cin>>in;
    	encode(),decode();
    	return 0;
    }
    
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