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使用栈实现综合计算器(图文)

第十三双眼睛2022-06-13【数据结构与算法】人已围观

简介使用栈实现综合计算器

使用栈计算表达式的值思路：
首先创建两个栈，一个数栈，一个操作符号栈
1通过一个index来遍历表达式
2如果扫描到的是一个数字，就直接入数栈
3如果扫描到的是一个符号，分如下情况讨论
3.1如果当前的符号栈为空，就直接入栈
3.2如果当前符号栈有操作符，就进行比较，如果当前扫描到的操作符优先级小于或者等于栈中的操作符，就需要从操作数中弹出两个数，从符号栈中弹出一个符号进行计算，
算出的结果入数栈，扫描到的符号入符号栈，如果扫描到的符号优先级大于栈中的操作符，就直接入符号栈
4当表达式扫描完毕，就从符号栈和数栈中弹出相应的符号和数，做运算。
5当运算完毕，符号栈中为空，数栈中只有一个数，就是运算结果。
代码实现：

package day003;
import day002.ArrayStack;
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
String expression = "3+2*7-2";//存在多位数的问题
ArrayStack opeStack = new ArrayStack(10);
ArrayStack numStack = new ArrayStack(10);
//定义索引,操作数1,操作数2,栈中的操作符,运算结果,扫描到的字符
int index = 0;
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int oper = 0;
int result = 0;
char ch = ' ';
while (true){
ch = expression.substring(index,index+1).charAt(0);
if(isOperater(ch)){
if(opeStack.isEmpty()){
opeStack.push(ch);
}else{
if(priority(ch) <= priority(opeStack.peek())){
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = opeStack.pop();
result = calc(num1, num2, oper);
numStack.push(result);
opeStack.push(ch);
}else{
opeStack.push(ch);
}
}
}else{
numStack.push(ch - 48);
}
index ++;
if(index >= expression.length()){
break;
}
}
while (true){
if(opeStack.isEmpty()){
break;
}
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = opeStack.pop();
result = calc(num1,num2,oper);
numStack.push(result);
}
System.out.printf("结果为%d",numStack.pop());

}
public static int priority(int operater){
if(operater =='*' || operater =='/'){
return 1;
}else if(operater=='+' || operater =='-'){
return 0;
}
return -1;
}
public static boolean isOperater(int val){
return val =='+' || val =='-' || val =='*' || val =='/';
}
public static int calc(int num1,int num2,int operater){
int result = 0;
switch (operater) {
case '+':
result = num1 + num2;
break;
case '-':
result = num2 - num1;
break;
case '*':
result = num1 * num2;
break;
case '/':
result = num2 / num1;
break;
default:
throw new RuntimeException("请输入合法的运算符");
}
return result;
}
}

测试一下：
结果为15
上面的计算过程存在问题，当数字存在两位的情况时，运算结果就是错误的。
稍微改动一下：

package day003;
import day002.ArrayStack;
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
String expression = "3+20*7-2";//存在多位数的问题
ArrayStack opeStack = new ArrayStack(10);
ArrayStack numStack = new ArrayStack(10);
//定义索引,操作数1,操作数2,栈中的操作符,运算结果,扫描到的字符
int index = 0;
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int oper = 0;
int result = 0;
char ch = ' ';
// 增加变量,解决多为数
String keepNum = "";
while (true){
ch = expression.substring(index,index+1).charAt(0);
if(isOperater(ch)){
if(opeStack.isEmpty()){
opeStack.push(ch);
}else{
if(priority(ch) <= priority(opeStack.peek())){
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = opeStack.pop();
result = calc(num1, num2, oper);
numStack.push(result);
opeStack.push(ch);
}else{
opeStack.push(ch);
}
}
}else{
//numStack.push(ch - 48);
// 这里不能直接入栈了.
keepNum += ch;
if(index == expression.length()-1){
numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
}else{
if(isOperater(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))){
numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
keepNum ="";
}
}
}
index ++;
if(index >= expression.length()){
break;
}
}
while (true){
if(opeStack.isEmpty()){
break;
}
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = opeStack.pop();
result = calc(num1,num2,oper);
numStack.push(result);
}
System.out.printf("结果为%d",numStack.pop());
System.out.printf("");

}
public static int priority(int operater){
if(operater =='*' || operater =='/'){
return 1;
}else if(operater=='+' || operater =='-'){
return 0;
}
return -1;
}
public static boolean isOperater(int val){
return val =='+' || val =='-' || val =='*' || val =='/';
}
public static int calc(int num1,int num2,int operater){
int result = 0;
switch (operater) {
case '+':
result = num1 + num2;
break;
case '-':
result = num2 - num1;
break;
case '*':
result = num1 * num2;
break;
case '/':
result = num2 / num1;
break;
default:
throw new RuntimeException("请输入合法的运算符");
}
return result;
}
}

测试一下：3+20*7-2
结果为141

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