
【計】 expression evaluation
表達式求值(Expression Evaluation)是計算機科學和編程語言理論中的核心概念,指通過特定算法解析并計算數學或邏輯表達式的過程。根據《編譯原理(第二版)》的定義,該過程需結合詞法分析、語法樹構建及運算符優先級處理,将符號序列轉化為可執行的計算結果。
詞法分析(Lexical Analysis)
将原始表達式拆分為可識别的詞素(Token),例如數字、運算符(+、-、、/)或括號。例如表達式"3+52"會被分解為序列 [3, +, 5, *, 2]。
語法樹構建(Syntax Tree Construction)
根據運算符優先級和結合性生成抽象語法樹(AST)。例如上述表達式會優先計算乘法節點,形成樹形結構:根節點為加法,左子節點為3,右子節點為乘法(5*2)。
求值算法(Evaluation Algorithm)
常用方法包括遞歸下降法(Recursive Descent)和調度場算法(Shunting Yard Algorithm)。後者由Edsger Dijkstra提出,通過操作數棧和運算符棧處理優先級,適用于中綴表達式轉換。
表達式求值是指對由操作數、運算符和括號組成的數學或邏輯表達式進行計算,最終得出結果的過程。它在編程、編譯原理、計算機實現等領域廣泛應用。以下是關鍵點解析:
3 + 5 * 2
),符合人類閱讀習慣,但需處理優先級和括號。+ 3 * 5 2
),無需括號,適合計算機解析。3 5 2 * +
),直接通過棧即可高效求值。以中綴表達式為例:
3 + 5 * 2
轉換為 3 5 2 * +
。*
/
)高于加減(+
-
)。6 - 3 + 2
等價于 (6-3)+2
)。(3 + 5) * 2
)。# 後綴表達式求值示例
def eval_rpn(tokens):
stack = []
for token in tokens:
if token in "+-*/":
b, a = stack.pop(), stack.pop()
if token == '+': stack.append(a + b)
elif token == '-': stack.append(a - b)
elif token == '*': stack.append(a * b)
elif token == '/': stack.append(int(a / b))# 整除處理
else:
stack.append(int(token))
return stack
若需進一步了解具體算法(如調度場算法)或代碼實現細節,可參考數據結構與算法相關教材或開源項目源碼。
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