如何实现一个带括号的四则混合运算表达式求值

本题其实相对比较简单,只要了解如何利用stack将中缀表达式转为后缀表达式(去括号的过程),然后对后缀表达式进行求值即可!这里不对stack的结构和原理进行讲解,可自行查阅相关数据,也比较简单。

  • 代码
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    //实现 (1+2)*4*(5+1)/2+3 求值
    public class ComputerReview {
    public static void main(String[] args){
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    String s = sc.nextLine();
    //1去括号,中缀转后缀
    ArrayList<String> backExpList = tansToBackExp(s);
    //2后缀计算
    int result = compute(backExpList);
    System.out.println(result);
    }
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    //这一步就是利用stack的特性将中缀表达式转换为后缀表达式同时去除掉括号的过程
    //实现方式有很多种,这里只是我的思路
    private static ArrayList tansToBackExp(String s) {
    ArrayList<String> al = new ArrayList();
    Stack<String> stack = new Stack<>();
    for(int i = 0 ; i < s.length() ; i++){
    String c = s.charAt(i)+"";
    if(c.matches("\\d")){
    al.add(c);
    }else {
    if(c.equals("(")){
    stack.push(c);
    }else if(c.equals("+")||c.equals("-")){
    while(!stack.isEmpty()){
    if(stack.peek().equals("(")){
    break;
    }
    al.add(stack.pop());
    }
    stack.push(c);
    }else if(c.equals("*")||c.equals("/")){

    while(!stack.isEmpty()){
    if(stack.peek().equals(" (")||stack.peek().equals("+")||stack.peek().equals("-")){
    break;
    }
    if(c.equals("*")||c.equals("/")){
    al.add(stack.pop());
    }
    }
    stack.push(c);
    }else {
    while(!stack.isEmpty()){
    if(!stack.peek().equals("(")){
    al.add(stack.pop());
    }else{
    //这一步很关键
    stack.pop();
    break;
    }
    }
    }
    }
    }
    while(!stack.isEmpty()){
    al.add(stack.pop());
    }
    return al;
    }
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    //这一步相对来说就比较简单了,直接对转换后的后缀表达式求值,还是利用栈的特性
    //遍历后缀表达式,遇到数字就压栈处理,遇到表达式就出栈计算结果然后将结果再压栈,
    //最后栈中剩下的数字就是最终的结果
    private static Integer compute(ArrayList<String> al) {
    Stack<String> stack = new Stack<String>();
    for(int i = 0 ; i < al.size(); i++){
    String s = al.get(i);
    if(s.matches("\\d")){
    stack.push(s);
    continue;
    }
    String str2 = stack.pop();
    String str1 = stack.pop();
    if("+".equals(s)){
    stack.push(Integer.parseInt(str1)+Integer.parseInt(str2)+"");
    }else if("-".equals(s)){
    stack.push(Integer.parseInt(str1)-Integer.parseInt(str2)+"");
    }else if("*".equals(s)){
    stack.push(Integer.parseInt(str1)*Integer.parseInt(str2)+"");
    }else if("/".equals(s)){
    stack.push(Integer.parseInt(str1)/Integer.parseInt(str2)+"");
    }
    }
    return Integer.parseInt(stack.peek());
    }
  • 总结

    栈是一个很重要的数据结构,FILO、LIFO的策略值得我们好好理解学习,jvm中的栈以及本地方法栈也都是采用了这样的数据结构