表示算术表达式
创始人
2024-12-11 01:01:21
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要表示算术表达式,可以使用不同的数据结构和算法。下面是一种常见的解决方法:

  1. 使用栈数据结构:
    • 创建两个栈:一个用于存储操作数,另一个用于存储运算符。
    • 从左到右遍历表达式的每个字符。
    • 如果遇到操作数,将其压入操作数栈。
    • 如果遇到运算符,比较其与运算符栈顶的运算符的优先级:
      • 如果当前运算符的优先级高于栈顶运算符,将当前运算符压入运算符栈。
      • 否则,从运算符栈中弹出一个运算符,从操作数栈中弹出两个操作数进行计算,并将结果压入操作数栈,然后将当前运算符压入运算符栈。
    • 当表达式遍历完毕后,如果还有剩余的运算符,从运算符栈中弹出运算符,并从操作数栈中弹出两个操作数进行计算,并将结果压入操作数栈,直到运算符栈为空。
    • 最后,操作数栈中剩下的唯一元素就是表达式的结果。

以下是一个使用栈实现算术表达式求值的示例代码(使用Python语言):

def evaluate_expression(expression):
    operator_stack = []
    operand_stack = []
    
    def perform_operation():
        operator = operator_stack.pop()
        operand2 = operand_stack.pop()
        operand1 = operand_stack.pop()
        
        if operator == '+':
            result = operand1 + operand2
        elif operator == '-':
            result = operand1 - operand2
        elif operator == '*':
            result = operand1 * operand2
        elif operator == '/':
            result = operand1 / operand2
        
        operand_stack.append(result)
    
    def precedence(operator):
        if operator == '+' or operator == '-':
            return 1
        elif operator == '*' or operator == '/':
            return 2
        else:
            return 0
    
    for char in expression:
        if char.isdigit():
            operand_stack.append(int(char))
        elif char == '(':
            operator_stack.append(char)
        elif char == ')':
            while operator_stack[-1] != '(':
                perform_operation()
            operator_stack.pop()
        elif char in '+-*/':
            while operator_stack and precedence(char) <= precedence(operator_stack[-1]):
                perform_operation()
            operator_stack.append(char)
    
    while operator_stack:
        perform_operation()
    
    return operand_stack[0]

# 示例用法
expression = "3 + 4 * 2 - (5 * 2)"
result = evaluate_expression(expression)
print(result)  # 输出: 1

这个示例代码演示了如何使用栈来表示算术表达式并求值。它支持加法(+)、减法(-)、乘法(*)、除法(/)和括号。在计算过程中,它通过比较运算符的优先级来确保正确的计算顺序。

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