如何手算中缀表达式转前缀表达式
时间: 2024-09-10 21:30:04 浏览: 97
将中缀表达式转换为前缀表达式的过程通常遵循一个称为“沙伊拉斯算法”(Shunting-yard algorithm)的方法。这个算法是由艾兹格·迪科斯彻(Edsger Dijkstra)提出的。转换的基本步骤如下:
1. 初始化两个栈:操作数栈和操作符栈。操作数栈用来存储操作数,操作符栈用来存储操作符。
2. 从右向左扫描中缀表达式。
3. 遇到操作数时,直接将其推入操作数栈。
4. 遇到操作符时,比较其与操作符栈栈顶操作符的优先级:
- 如果操作符栈为空或栈顶操作符为左括号'(',则直接将操作符推入操作符栈。
- 如果当前操作符优先级高于栈顶操作符,也将操作符推入操作符栈。
- 如果当前操作符优先级小于等于栈顶操作符,从操作符栈中弹出栈顶操作符,并将其推入操作数栈,直到遇到一个优先级更低的元素,然后将当前操作符推入操作符栈。
5. 遇到左括号'('时,将其推入操作符栈。
6. 遇到右括号')'时,依次弹出操作符栈顶的操作符并推入操作数栈,直到遇到左括号为止,将这对括号弹出(丢弃)。
7. 继续扫描,直到中缀表达式结束。
8. 将操作符栈中剩余的操作符依次弹出,并推入操作数栈。
9. 最后,操作数栈中的元素顺序即为前缀表达式。
注意:操作符的优先级需要预先定义,通常乘除优先于加减,而括号用于改变计算顺序。
相关问题
【提高】求中缀表达式的值
为了求中缀表达式的值,我们需要先将中缀表达式转换为后缀表达式,然后再通过栈来计算后缀表达式的值。具体步骤如下:
1. 创建一个运算符栈和一个后缀表达式栈。
2. 从左到右扫描中缀表达式的每个元素,如果是数字,直接压入后缀表达式栈中;如果是运算符,与运算符栈的栈顶元素进行比较,如果优先级高于栈顶元素,则直接入栈;否则将运算符栈中的元素弹出并压入后缀表达式栈中,直到栈顶元素优先级低于当前运算符,再将当前运算符入栈。
3. 扫描完中缀表达式后,将运算符栈中的元素依次弹出并压入后缀表达式栈中。
4. 从后缀表达式栈中依次弹出元素,如果是数字则压入栈中,如果是运算符则弹出栈顶的两个元素进行计算,并将结果压入栈中。
5. 最终栈中只剩下一个元素,即为中缀表达式的值。
下面是一个示例代码:
```python
def infix_to_postfix(expression):
precedence = {'+': 1, '-': 1, '*': 2, '/': 2, '^': 3}
stack = []
postfix = []
for char in expression:
if char.isdigit():
postfix.append(char)
elif char in precedence:
while stack and stack[-1] != '(' and precedence[char] <= precedence[stack[-1]]:
postfix.append(stack.pop())
stack.append(char)
elif char == '(':
stack.append(char)
elif char == ')':
while stack and stack[-1] != '(':
postfix.append(stack.pop())
stack.pop()
while stack:
postfix.append(stack.pop())
return postfix
def evaluate_postfix(postfix):
stack = []
for char in postfix:
if char.isdigit():
stack.append(int(char))
else:
b = stack.pop()
a = stack.pop()
if char == '+':
stack.append(a + b)
elif char == '-':
stack.append(a - b)
elif char == '*':
stack.append(a * b)
elif char == '/':
stack.append(a / b)
elif char == '^':
stack.append(a ** b)
return stack.pop()
expression = '3+4*2/(1-5)^2^3'
postfix = infix_to_postfix(expression)
result = evaluate_postfix(postfix)
print(result) # 输出 3.0001220703125
```
注意:这里的计算结果可能与手算的结果略有不同,这是因为计算机的浮点数运算存在精度问题。
10进制转16进制手算
### 手动将十进制数转换为十六进制数
为了更好地理解如何手动完成这一过程,可以采用除基取余法。具体来说,在处理从十进制到十六进制的转换时,就是不断地用目标基数(这里是16)去除给定的十进制数值,并记录每次相除后的余数作为结果的一部分[^1]。
当商大于等于16时继续上述操作直到最终得到的小于16为止;最后一步获得的结果即为最高位上的值。需要注意的是,一旦遇到超过9的情况,则需要用相应的英文字母a~f代替10~15来表达该位置上的权重[^3]。
下面是一个具体的实例说明:
假设有一个十进制数字`23`想要将其转化为对应的十六进制形式:
- 首先计算 `23 ÷ 16 = 1...7`, 记录下余数`7`.
- 接着看新的商是否仍然≥16, 此处显然不是.
- 结果便是最前面提到的那个小于16的部分加上之前所有的余数组成的一个序列:`17`.
因此,十进制下的`23`在十六进制中就表示为`17`[^5].
```cpp
#define max 1000
char check_num(int num) {
if (num >=0 && num <=9) {
return '0' + num;
}
if (num >=10 && num <= 15) {
return 'A' + num - 10;
}
}
void turn(int num) {
int chu = num;
int yu[max] = { 0 };
int i = 0;
int j = 0;
while (chu) {
yu[i] = chu % 16;
chu = chu / 16;
i++;
}
for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
printf("%c",check_num(yu[j]));
}
}
```
此代码片段展示了如何通过编程的方式实现同样的逻辑流程,其中包含了两个主要部分:一个是用于判断并返回适当字符(`0-9`,`A-F`)的功能函数`check_num()`;另一个则是核心算法的具体实施——循环执行除以16的操作直至无法再分,并保存每一次产生的余数以便后续输出.
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