【面试题思考】如何用栈和队列实现表达式解析
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表达式解析求值,是一个编译器非常重要的能力。本身表达式求值解析,是一个非常复杂的过程。为了将问题简化,思考一个只有整数和加减乘除的表达式,请你使用上节课学习的队列和栈,对它进行求值。

例如:

输入: 1+2 * 3 * 5 + 4 ,得到对应的结果。

然后实现一个交互是的输入控制台,例如:

expr> 1 + 2 * 3 + 4

11

expr> _

解析

可以思考,如果1+2*3+4转化为 1 2 3 * 4 + + 就可以使用栈进行计算。

下面是计算过程,将1 2 3 * 4 + + 依次入栈,如果遇到符号(±*/)等,就从栈中取出两个元素进行计算,如下图:

image-20210224014138639

那么如何将1 + 2*3 + 4这样的表达式转化为1 2 3 * 4 + +这样的表达式呢?同样需要一个栈。乘号的优先级高,加号优先级低。

遇到高优先级的操作符,应该先入栈,然后遇到低优先级的操作符,就把之前入栈的高优先级操作符出栈,这样就解决了操作符之间的顺序。

最终结果需要一个队列存储,算法还是从左到右处理所有的输入:

image-20210224014456059

1 2 3 4 在队列中的顺序不会发生变化,只不过插入操作符的时机需要把握。

遇到第1个+号时,栈中没有更高优先级的符号,将+号入栈;遇到第1个乘号时,栈中没有更高优先级的符号,将乘号入栈;遇到最后一个+号时,先将乘号出栈,加入队列,再入栈+号,如下图所示:

image-20210224014554388

最终栈中剩余两个+号,都放入队列,就构造了1 2 3 * 4 + + 这个结果。

请同学们参照解析思路,完成编码,加油!!

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