Самое надежное - распарсить выражение, построить Абстрактное Синтаксическое Дерево (это бинарное дерево, где вершина - операция, а два ребенка - операнды, которые могут быть или числом, или выражением).
Потом его надо вывести, вставляя только необходимые скобки. Надо порисовать на бумаге кучу случаев и аккуратно их разобрать.
Так, если вершина "+", то скобки ставить вообще не надо. Если вершина "*", то надо ставить скобки вокруг ребенка, если там операция "+" или "-". Если вершина "-", то надо ставить скобки справа, если там "+" или "-". Если вершина "/", то надо ставить скобки вокруг левого сына, если там "+" или "-". Вокруг правого сына скобки надо ставить если не число. Подумайте аккуратно, может я какие-то правила упустил.
Это удобно реализовывать рекурсивной функцией. Она проверяет, надо ли ставить скобки вокруг левого сына и выводит его рекурсивно, потом операцию, потом также правого ребенка.
Парсинг - очень заезженная тема. Гуглите. Самый простой алгоритм - квадртатичный - проходитесь по строке и ищите самую левую операцию с самым большим приоритетом вне скобок (ведя счетчик открытых скобок). Если такой нет, то можно опустить скобки по краям. Если их нет, то это число (или перменная). Если нашли операцию, то рекурсивно разбирайте две подстроки слева и справа.