前缀、中缀、后缀表达式转换详解

1、中缀表达式转后缀表达式的两种方法:

假定有中缀表达式A:1 + (( 2 + 3)* 4 ) – 5,请将它转化为后缀表达式。

方法一:直接转换法

    (1)首先确定表达式表达式A的运算顺序,然后加括号:((1 + (( 2 + 3)* 4 )) – 5 )

    (2)从最里面的一层括号开始运算,转换成后缀表达式的方法为:(忽略括号)数字在前,符号在后。

              1)( 2 + 3) => 23+

              2)  (( 2 + 3)* 4 ) => 23+4*

              3) (1 + (( 2 + 3)* 4 ))=> 123+4*+     [按照运算次序,从左到右排列]

              4)((1 + (( 2 + 3)* 4 )) – 5 )=> 123+4*+ 5-

        后缀表达式为:12 3 + 4 * + 5 –

方法二:利用表达式树

    首先将中缀表达式转换为表达式树,然后后序遍历表达式树,所得结果就是后缀表达式。

    将中缀表达式转化为表达式树的方法:表达式树的树叶是操作数,而其他节点为操作符,根结点为优先级最低且靠右的操作符(如上述表达式优先级最低是-和+,但-最靠右,所以根为-),圆括号不包括。如上述表达式的表达式树为:

中缀表达式转换的表达式树

   2、中缀表达式转为前缀表达式

    假定有中缀表达式1 + (( 2 + 3)* 4 ) – 5,请将它转化为前缀表达式。

     方法一:直接转换法

    (1)首先确定表达式表达式A的运算顺序,然后加括号:((1 + (( 2 + 3)* 4 )) – 5 )

    (2)从最里面的一层括号开始运算,转换成前缀表达式的方法为:(忽略括号)符号在前,数字在后。

              1)( 2 + 3) => +23

              2)  (( 2 + 3)* 4 ) => *+234

              3) (1 + (( 2 + 3)* 4 ))=>  +1*+234   

              4)((1 + (( 2 + 3)* 4 )) – 5 )=> -+1*+2345

        前缀表达式为:-+1*+2345

方法二:利用表达式树

    首先将中缀表达式转换为表达式树,然后先序遍历表达式树,所得结果就是前缀表达式。

    将中缀表达式转化为表达式树的方法:表达式树的树叶是操作数,而其他节点为操作符,根结点为优先级最低且靠右的操作符(如上述表达式优先级最低是-和+,但-最靠右,所以根为-),圆括号不包括。

     经过前序遍历所得前缀表达式为:- + 1 * + 2 3 4 5

3、后缀表达式 转 中缀表达式

    假定有后缀表达式1 2 3 + 4 * +5 – ,请将它转化为前缀表达式。

    利用表达式树:

    从左到右扫面后缀表达式,一次一个符号读入表达式。如果符号是操作数,那么就建立一个单节点树并将它推入栈中。如果符号是操作符,那么就从栈中弹出两个树T1和T2(T1先弹出)并形成一颗新的树,该树的根就是操作符,它的左、右儿子分别是T2和T1。然后将指向这棵新树的指针压入栈中。

扫描123后

前三个符号是操作数,因此创建三颗单节点树并将指向它们的指针压入栈中。 

扫描+后

 “+”被读入,因此指向最后两颗树的指针被弹出,形成一颗新树,并将指向新树的指针压入栈中。以下的流程图以相同原理执行。

扫描4和*后
扫描+和5后

 

扫描-后

最后再中序遍历所得的表达式树即得到我们所需的中缀表达式:1+((2+3)*4)-5