所有的表达式都可以画为一颗树,计算数为叶子节点,计算符为中间节点;不同顺序的表达式就是树的不同顺序遍历形式
1.后缀表达式—逆波兰表达式
不需要考虑运算优先级,树的后序遍历,每次计算父节点时,左右孩子已经得到结果, 不需要记录运算符;
利用栈来模拟运算过程,不需要真正建树;
遇到运算数就放入栈中,遇到运算符则从栈顶弹出两个运算数进行运算,并将结果压入栈中;
代码
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <stack>
using namespace std;
stack<int> stk;
int main()
{
string str;
cin >> str;
for(int i = 0;i < str.size();i ++)
{
char c = str[i];
if(isdigit(c)) stk.push(c - '0');
else
{
int b = stk.top(); stk.pop();
int a = stk.top(); stk.pop();
if(c == '+') stk.push(a + b);
else if(c == '-') stk.push(a - b);
else if(c == '*') stk.push(a * b);
else stk.push(a / b);
}
}
cout << stk.top() << endl;
return 0;
}
2.中缀表达式
需要考虑运算优先级的问题;
树的遍历方式是 左根右 ,当向上走时,说明该节点已经计算完成,向下走时,说明该节点还未被计算;
需要记录运算符;
在树上,运算符优先级小的在上面,优先级大的在下面;
当前运算符优先级小于上一个运算符的优先级时,则必须先将上一个运算符计算完(向上走), 当前运算符优先级大于上一个运算符时,向下走,直接放入栈中
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <unordered_map>
using namespace std;
stack<int> num;
stack<char> op;
void eval()
{
// 由于栈先进后出的性质,a为倒数第二个数,b为倒数第一个数,因为顺序回影响减法和除法
auto b = num.top(); num.pop();
auto a = num.top(); num.pop();
auto c = op.top(); op.pop();
int x;
if(c == '+') x = a + b;
else if(c == '-') x = a - b;
else if(c == '*') x = a * b;
else x = a / b;
num.push(x);
}
int main()
{
unordered_map<char, int> pr{{'+', 1}, {'-', 1}, {'*', 2}, {'/', 2}}; // 优先级
string str;
cin >> str;
for(int i = 0;i < str.size();i ++)
{
auto c = str[i];
if(isdigit(c))
{
int j = i, x = 0;
while(j < str.size() && isdigit(str[j]))
x = x * 10 + str[j ++] - '0';
i = j - 1; // 更新i的位置
num.push(x);
}
else if(c == '(') op.push(c);
else if(c == ')')
{
while(op.top() != '(') eval();
op.pop(); // 把'('pop掉
}
else
{
while(op.size() && op.top() != '(' && pr[op.top()] >= pr[c]) eval();
op.push(c);
}
}
while(op.size()) eval();
cout << num.top() << endl;
return 0;
}