中缀表达式转换为后缀表达式(Java)

博客说明

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步骤

  1. 初始化两个栈:运算符栈 s1 和储存中间结果的栈 s2
  2. 从左至右扫描中缀表达式
  3. 遇到操作数时,将其压 s2
  4. 遇到运算符时,比较其与 s1 栈顶运算符的优先级:

    • 如果 s1 为空,或栈顶运算符为左括号“(”,则直接将此运算符入栈
    • 否则,若优先级比栈顶运算符的高,也将运算符压入 s1;
    • 否则,将 s1 栈顶的运算符弹出并压入到 s2 中,再次转到(4-1)与 s1 中新的栈顶运算符相比较;
  5. 遇到括号时:

    • 如果是左括号“(”,则直接压入 s1
    • 如果是右括号“)”,则依次弹出 s1 栈顶的运算符,并压入 s2,直到遇到左括号为止,此时将这一对括号丢弃
  6. 重复步骤 2 至 5,直到表达式的最右边
  7. 将 s1 中剩余的运算符依次弹出并压入 s2
  8. 依次弹出 s2 中的元素并输出,结果的逆序即为中缀表达式对应的后缀表达式

案例

将中缀表达式“1+((2+3)×4)-5”转换为后缀表达式的过程如下

因此结果为 :"123+4 × +5 –"

代码

package stack;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Stack;/** * @author guizimo * @date 2020/4/6 12:25 下午 */public class PolandNotation {    public static void main(String[] args) {        //表达式        String suffixExpression = "1+((2+3)*4)-5";        //中缀表达式对应的List        System.out.println("中缀表达式对应的List");        List<String> infixExpressionList = toInfixExpressionList(suffixExpression);        System.out.println(infixExpressionList);        //后缀表达式对应的List        System.out.println("后缀表达式对应的List");        List<String> suffixExpressionList = parseSuffixExpressionList(infixExpressionList);        System.out.println(suffixExpressionList);        //计算逆波兰表达式        System.out.printf("suffixExpression=%d", calculate(suffixExpressionList));    }    public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> ls) {        //定义两个栈        Stack<String> s1 = new Stack<String>();  //符号栈        List<String> s2 = new ArrayList<String>();  //结果        for (String item : ls) {            //如果是一个数            if (item.matches("\\d+")) {                s2.add(item);            } else if (item.equals("(")) {                s1.push(item);            } else if (item.equals(")")) {                while (!s1.peek().equals("(")) {                    s2.add(s1.pop());                }                s1.pop();            } else {                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)) {                    s2.add(s1.pop());                }                s1.push(item);            }        }        while (s1.size() != 0) {            s2.add(s1.pop());        }        return s2;    }    //将中缀表达式转换成list    public static List<String> toInfixExpressionList(String s) {        List<String> ls = new ArrayList<String>();        int i = 0;        String str;  //多位数        char c;        do {            //非数字            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {                ls.add("" + c);                i++;            } else { //数字,但是考虑到多位数                str = "";                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57) {                    str += c;                    i++;                }                ls.add(str);            }        } while (i < s.length());        return ls;    }    //完成对逆波兰表达式的计算    public static int calculate(List<String> ls) {        Stack<String> stack = new Stack<>();        for (String item : ls) {            //使用正则表达式            if (item.matches("\\d+")) {  //匹配多位数                //入栈                stack.push(item);            } else {                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());                int res = 0;                if (item.equals("+")) {                    res = num1 + num2;                } else if (item.equals("-")) {                    res = num1 - num2;                } else if (item.equals("*")) {                    res = num1 * num2;                } else if (item.equals("/")) {                    res = num1 / num2;                } else {                    throw new RuntimeException("运算符有问题");                }                //把结果入栈                stack.push("" + res);            }        }        return Integer.parseInt(stack.pop());    }}class Operation {    private static int ADD = 1;    private static int SUB = 1;    private static int MUL = 2;    private static int DIV = 2;    public static int getValue(String operation) {        int result = 0;        switch (operation) {            case "+":                result = ADD;                break;            case "-":                result = SUB;                break;            case "*":                result = MUL;                break;            case "/":                result = DIV;                break;            default:                System.out.println("不存在");                break;        }        return result;    }}

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