《一元一次方程解》伪代码与Python代码实现

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《一元一次方程解》伪代码与Python代码实现

解一元一次方程伪代码:
    class TreeStructure
          expression:string               ->表达式
          left:TreeStructure              ->左边的树结构
          right:TreeStructure             ->右边的树结构
          state=0:string                  ->访问状态
          parent:TreeStructure            ->指向于父节点    
          operator:string                 ->操作符
          result:int                      ->结果
    
    def 栈对字符串根据符号进行分割构造成树(传入一个字符变量str)
        声明一个名为root的树,将str填入其构造方法
        声明一个栈并将root树压入栈中
        while 栈不为空
          声明一个名为current的变量并将栈中第一个赋值给它
          调用方法查找current的expression中符号所在位置获取返回值并命名为num
          IF num为-1
                 IF 将第一个“(”与最后一个“)”将其消除掉
                current出栈
                           创建一个变量命名为left,并将其出去括号的字符串填入构造方法
            将当前出栈的current赋值给left的parent
                        将left赋值给root树的左树
                    将left压入栈中
             ELSE
                current出栈
                将当前current对应的expression赋值给它的result属性
              ELSE IF num大于0
                 current出栈
                 根据下标0到返回值,来截取字符串,得到符号左边的字符串 = leftStr 
                 根据返回值+1到字符串长度,来截取字符串,得到符号右边的字符串 = rightStr 
                 left = new TreeStucture(leftStr)
                 right = new TreeStucture(rightStr)
             将当前num对应的符号赋值给current的operator
                 将current加入到left.parent作为父节点,并赋值给root的左树
                 将current加入到right.parent作为父节点,并赋值给root的右树
                 将right树压入栈中
                 将left树压入栈中
    
    def 根据树后序遍历出来的结果计算表达式(传入已经构建好的字符串树变量root)
         声明一个stack栈并将root压入栈中
         while stack栈不为空
           current 获取栈顶的树并赋值作为当前的树
           IF current的state等于他子节点个数时
              IF current.opteator不为空时 
             对current的opteator运算符进行判断后将current的左右子节点的result进行运算
              ELSE IF current只有一个子节点
             将current的子节点的result赋值给current的result
              将current出栈
              IF 将当前current的parent不为空
             父节点中state+=1
                   ELSE 
                  IF 左树不为空
                     将左树压入stack栈中
                  IF 右树不为空
                     将右树压入stack栈中
             print(root.result)

    def 查找当前字符中的符号所在位置(传入一个字符串)
        FOR 对字符串长度进行循环
        得到当前下标的单个字符
        IF 字符等于"("
           计数+1
        ELSE IF 字符等于")"
           计数-1
        ELSE IF 字符=="+" 与 计数==0
           返回当前下标
        FOR 以字符串最后一个字符开始进行循环
        得到当前下标的单个字符
        IF 字符等于"("
           计数+1
        ELSE IF 字符等于")"
           计数-1
        ELSE IF 字符等于"-" 与 计数==0
           返回当前下标
        FOR 对字符串长度进行循环
        得到当前下标的单个字符
        IF 字符等于"("
           计数+1
        ELSE IF 字符等于")"
           计数-1
        ELSE IF (字符等于"*" 或 字符等于"/") 与 计数==0
           返回当前下标
        返回-1

Python实现代码:

class Stack(object):     def __init__(self):

        self.items = []

    def is_empty(self):

        return self.items == []

    def peek(self):

        return self.items[len(self.items) – 1]

    def size(self):

        return len(self.items)

    def push(self, item):

        self.items.append(item)

    def pop(self):         return self.items.pop()

class TreeNode(object):     def __init__(self, x):         self.expression = x         self.left = None         self.right = None         self.parent = None         self.state = 0         self.operator = None         self.result= None

def structuralTree(str):     root  = TreeNode(str)     stack = Stack()     stack.push(root)     while stack.size() >0 :           current = stack.peek()           nums = strToTree(current.expression)           if nums == -1 :              if current.expression.startswith("(") and current.expression.endswith(")") :                 current=stack.pop()                 expression = current.expression[1:len(current.expression)-1];                 left = TreeNode(expression)                 left.parent = current                 current.left = left                 stack.push(left)              else:                 current=stack.pop()                 current.result=current.expression           elif nums > 0 :              current=stack.pop()              leftStr = current.expression[0:nums]              rightStr = current.expression[nums+1:len(str)]              operator = current.expression[nums:nums+1]              current.operator = operator              leftTree = TreeNode(leftStr)              rightTree = TreeNode(rightStr)              leftTree.parent = current              rightTree.parent = current              current.left = leftTree              current.right = rightTree              stack.push(rightTree)              stack.push(leftTree)     return root 

def strToTree(str):     num = 0     for i in range(len(str)):         if str[i] == "(":            num += 1         elif str[i] == ")":            num -= 1         elif str[i] == "+" and num == 0 :            return i     for i in range(len(str[::-1])):         if str[i] == "(":            num += 1         elif str[i] == ")":            num -= 1         elif str[i] == "-" and num==0 :            return i     for i in range(len(str)):         if str[i] == "(":            num += 1         elif str[i] == ")":            num -= 1         elif (str[i] == "*" or str[i] == "/") and num==0 :            return i     return -1

def postOrder(root):     stack = Stack()     stack.push(root)     while stack.size() >0 :           current = stack.peek()           num = 0           if current.left != None:              num += 1           if current.right != None:              num += 1           if current.state == num :              if current.operator != None :                 if current.operator == "+":                    current.result = int(current.left.result) + int(current.right.result)                 elif current.operator == "-":                    current.result = int(current.left.result) – int(current.right.result)                 elif current.operator == "*":                    current.result = int(current.left.result) * int(current.right.result)                 elif current.operator == "/":                    current.result = int(current.left.result) / int(current.right.result)              elif current.left != None and current.right == None:                 current.result=current.left.result              stack.pop()              if current.parent != None :                 current.parent.state += 1           else:              if current.left != None:                 stack.push(current.left)              if current.right != None:                 stack.push(current.right)     print(root.expression,"=",root.result)

root = structuralTree("((2+3)/5-(2+3)*4-(3-3))") postOrder(root)

 

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