Java 后缀表达式实现
1. 引言
本文将指导刚入行的开发者如何实现 Java 后缀表达式。后缀表达式（也称为逆波兰表达式）是一种数学表达式的书写方式，其中运算符位于操作数之后。例如，表达式 “3 + 4” 的后缀形式是 “3 4 +”。实现后缀表达式需要理解该表达式的计算过程、数据结构的选择以及相应的算法。
2. 实现步骤
下面的表格展示了实现后缀表达式的步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 读取中缀表达式 |
| 2 | 转换为后缀表达式 |
| 3 | 计算后缀表达式的值 |
接下来，我们将逐步完成每个步骤。
3. 读取中缀表达式
首先，我们需要从用户处获取中缀表达式。可以使用 java.util.Scanner 类来实现。以下是代码示例：
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("请输入中缀表达式：");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String infixExpression = scanner.nextLine();
// 以下代码是将中缀表达式转换为后缀表达式的步骤
}
}
上述代码中，我们使用 Scanner 类从标准输入读取用户输入的中缀表达式，并将其存储在 infixExpression 变量中。
4. 转换为后缀表达式
要将中缀表达式转换为后缀表达式，可以使用栈数据结构和逆波兰算法。
首先，我们需要定义一个栈来存储运算符。然后，我们需要遍历中缀表达式的每个字符，根据运算符的优先级和结合性进行相应的处理。
以下是一个示例的代码实现：
import java.util.Stack;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// ...
Stack<Character> operatorStack = new Stack<>();
StringBuilder postfixExpression = new StringBuilder();
for (char c : infixExpression.toCharArray()) {
if (Character.isDigit(c)) {
postfixExpression.append(c);
} else if (c == '(') {
operatorStack.push(c);
} else if (c == ')') {
while (!operatorStack.isEmpty() && operatorStack.peek() != '(') {
postfixExpression.append(operatorStack.pop());
}
operatorStack.pop(); // 弹出 '('
} else {
while (!operatorStack.isEmpty() && precedence(operatorStack.peek()) >= precedence(c)) {
postfixExpression.append(operatorStack.pop());
}
operatorStack.push(c);
}
}
while (!operatorStack.isEmpty()) {
postfixExpression.append(operatorStack.pop());
}
System.out.println("后缀表达式：" + postfixExpression.toString());
// 以下代码是计算后缀表达式的值的步骤
}
private static int precedence(char operator) {
switch (operator) {
case '+':
case '-':
return 1;
case '*':
case '/':
return 2;
default:
return 0;
}
}
}
在上述代码中，我们使用 Stack 类来实现栈数据结构。我们遍历中缀表达式中的每个字符，并根据字符的类型和优先级进行相应的处理。
5. 计算后缀表达式的值
最后，我们需要计算后缀表达式的值。这可以通过使用栈来实现。
以下是一个示例的代码实现：
import java.util.Stack;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// ...
Stack<Integer> operandStack = new Stack<>();
for (char c : postfixExpression.toString().toCharArray()) {
if (Character.isDigit(c)) {
operandStack.push(Character.getNumericValue(c));
} else {
int operand2 = operandStack.pop();
int operand1 = operandStack.pop();
int result = evaluateExpression(c, operand1, operand2);
operandStack.push(result);
}
}
int result = operandStack.pop();
System.out.println("计算结果：" + result);
}
private static int evaluateExpression
