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栈的一个广泛应用就是讲中缀表达式转换为后缀表达式。所谓中缀表达式就是我们从小到大所接触的:10+3-6/2+4*5 之类的算数表达式。而后缀表达式又称为逆波兰表达式,
它是由波兰逻辑学家J.Lukasiewicz于1929年提出的。
对于计算机而言,后缀表达式非常方便进行运算。举例来说,对于 "3,5,+," 这样的后缀表达式,其算法如下:
从左至右读取每个字符,若是数字,则入栈;若是操作符,则作用于栈中所弹出的两个数字。
那么如何将中缀表达式转换为后缀呢?最简单的步骤如下:
1.按照优先级将整个表达式从里到外加满括号
2.将操作符移动到距离被操作数最近的括号外
3.去掉所有括号后的结果即为后缀表达式。
按照上面的步骤,我们对 10+3-6/2+4*5 进行转换:
第一步:加括号
(((10+3)-(6/2))+(4*5))
第二步:移动操作符
第三步:去掉括号
10 3 + 6 2 /- 4 5 * +
对于人类而言,这是最简单的一种办法了。但是本文的目的是描述中缀转换后缀的程序算法。
算法如下:
初始化一个空栈来保存操作符
循环中缀表达式中每一个字符:
1.当读到操作数时,立即把它放到输出中。操作符不立即输出,而是放进栈中。
2.当遇到左括号时,也将其放到栈中。
3.如果见到一个右括号,那么我们将栈元素弹出,将弹出的符合写出直到我们遇见一个(对应的)左括号,但是
这个左括号,只弹出,不输出。
4.如果我们见到任何其他的符号(“+”,“-”,“*”,“/”,"("),则循环弹出栈顶元素到输出,
直到遇见优先级更低的元素为止(也就是说:如果栈顶符号的优先级大于等于当前符号的优先级,则从栈中弹出元素到输出。)。
有一个例外:除非是在处理一个“)”的时候,否则我们绝不从栈中移走“(”。对于这种操作,“+”的优先级最低,而“(”的优先级
最高。当从栈中弹出元素的工作完成后,我们再将操作符入栈。
5.最后,如果我们读到输入的末尾,我们将栈元素弹出,直到栈变为空栈,将弹出的元素写到输出。
完整的代码如下:
package com.lemon.stack; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Stack; import java.util.StringTokenizer; import java.util.regex.Pattern; public class PostfixConverter { public static void main(String[] args) { //String infixExpression="10+3-6/2+4*5"; String infixExpression="(((10+3)-(6/2))+(4*5))"; buildPostfixExpression(infixExpression); } public static List<String> buildPostfixExpression(String infixExpression){ List<String> result=new ArrayList<String>(); Stack<String> operatorStack=new Stack<String>(); StringTokenizer strTokenizer = new StringTokenizer(infixExpression, "+-*/()", true); String currentEle; while (strTokenizer.hasMoreTokens()) { currentEle = strTokenizer.nextToken().trim(); if(currentEle!=null && !currentEle.equals("")){ if(isDigital(currentEle)){ result.add(currentEle); }else if(currentEle.equals("(")){ operatorStack.push(currentEle); }else if(currentEle.equals(")")){ while(!operatorStack.isEmpty() && !operatorStack.peek().equals("(")){ result.add(operatorStack.pop()); } operatorStack.pop(); }else if(currentEle.equals("+")||currentEle.equals("-")|| currentEle.equals("*")||currentEle.equals("/")|| currentEle.equals("(")||currentEle.equals(")")){ while(!operatorStack.isEmpty() && (!currentEle.equals(")") && !operatorStack.peek().equals("("))&& getPriority(operatorStack.peek())>=getPriority(currentEle)){ result.add(operatorStack.pop()); } operatorStack.push(currentEle); } } } while(!operatorStack.isEmpty()){ result.add(operatorStack.pop()); } System.out.println(result.toString()); return result; } public static int getPriority(String operator){ if(operator.equals("+")||operator.equals("-")){ return 1; }else if(operator.equals("*")||operator.equals("/")){ return 2; }else if(operator.equals("(")){ return 3; } return 0; } /** * 判断字符串是否是数字类型 * @param str * @return true:数字;false:非数字 */ public static boolean isDigital(String str) { String numRegex = "^\\d+(\\.\\d+)?$"; return Pattern.matches(numRegex, str); } }
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原文地址:http://blog.csdn.net/yanan_seachange/article/details/51323729