php利用堆栈实现高级计算器

当我们得到一个字符串运算式该如何去得出它的运算结果呢？

这时候我们就能使用堆栈的算法很巧妙的解决这个问题。

思路是这样的：（我们利用php函数substr循环去截取这个字符串运算式，依次取出这个字符串的值【我们得从第一个字符开始截取】，我们将开始截取位置设为一个循环增长的变量，初始化为【$index=0】）,同时还需要创建两个栈，一个专门存放数字【$numStack】，一个存放运算符【$operStack】，我们还需要一个可以判断是否是运算符号的函数，将每次截取的值放入这个自定义函数中，返回一个可以区别为数字或运算符的标识，通过对这个标识的判断确定值是数字还是运算符，是数字就插入数栈，是运算符的话就插入符号栈。插入数栈的话可直接插入，但是符号栈的话需要特殊处理一下[【如果符号栈为空则直接插入，不为空：我们要将插入的符号与栈内的符号进行运算优先级比较（可以定义一个函数来判定符号优先级，把 * 和 / 假定为1 把 + 和 - 假定为0 假设数字大的优先级高，如此就能得出运算符优先级），当待插入的符号优先级小于等于栈内顶端的运算符优先级，就从数栈弹出两个值符号栈弹出一个运算符将它们进行运算】

下面是一个php的实例【参考自韩顺平老师的php算法教程】

<html>
<head>
<meta http-equiv='content-type' content='text/html;charset=utf-8'/>
</head>
<h1>高级计算器</h1>
<?php
/*** 一个栈类*/
class MyStack{public $top=-1;//默认是-1，表示该栈是空的public $maxSize=15;//$maxSize表示栈最大容量public $stack=array();////入栈的操作public function  push($val){//先判断栈是否已经满了if($this->top==$this->maxSize-1){echo '<br/>栈满，不能添加';return;}$this->top++;$this->stack[$this->top]=$val;}//出栈的操作,就是把栈顶的值取出public function pop(){//判断是否栈空if($this->top==-1){echo '<br/>栈空1';return;}//把栈顶的值，取出$topVal=$this->stack[$this->top];$this->top--;return $topVal;}//显示栈的所有数据的方法.public function showStack(){if($this->top==-1){echo '<br/>栈空2';return;}echo '<br/>当前栈的情况是....';for($i=$this->top;$i>-1;$i--){echo '<br/> stack['.$i.']='.$this->stack[$i];}}//判断是否是一个运算符public function isOper($val){if ($val=='+'||$val=='-'||$val=='*'||$val=='/'){return true;}}//判断栈是否为空public function isEmpty(){if ($this->top==-1) return true;}/*** 比较运算符的优先级* 我把 * 和/运算符的优先级看作1* +和- 看作0* 通过它们之间的比较就能得出它们的优先级谁更高*/public function PRI($oper){if ($oper=='*'||$oper=='/'){return 1;} else if ($oper=='+'||$oper=='-') {return 0;}}//返回栈顶端的值public function getTop(){return $this->stack[$this->top];}//计算public function getResult($num1,$num2,$oper){switch ($oper){case '+':$res = $num2+$num1;break;case '-':$res = $num2-$num1;break;case '*':$res = $num2*$num1;break;case '/':$res = $num2/$num1;break;}return $res;}}//需要进行运算的表达式$str = '12+5*2+3-5*2';//字符串的指针$index = 0;//声明一个用于组合联系数字的变量$keepNum = '';//定义一个数栈和一个符号栈$numsStack=new MyStack();$operStack=new MyStack();while (true){$val = mb_substr($str,$index,1);//如果是一个符号就入符号栈 否则入数栈if ($operStack->isOper($val)==true){//符号入栈前需要判断一下 栈为空直接入栈 不为空需要比较当前运算符与栈顶端的运算符//如果当前运算符的优先级低于栈内的 则需要运算if ($operStack->isEmpty()){$operStack->push($val);} else {while (!$operStack->isEmpty()&&$operStack->PRI($val)<=$operStack->PRI($operStack->getTop())){//当前符号的优先级要直到高于栈内的时候才能入栈 否则要计算//当前运算符的优先级低于栈内的 则运算$num1 = $numsStack->pop();$num2 = $numsStack->pop();$oper = $operStack->pop();$res  = $numsStack->getResult($num1,$num2,$oper);//计算完毕将结果入栈$numsStack->push($res);}//把当前这个符号再入符号栈$operStack->push($val);    }} else {//考虑如果是连续数字的问题$keepNum.=$val;//先判断是否已经到字符串最后.如果已经到最后，就直接入栈.if ($index==mb_strlen($str)-1){$numsStack->push($keepNum);//是数字直接入栈} else {//要判断一下$ch字符的下一个字符是数字还是符号.if ($operStack->isOper(mb_substr($str,$index+1,1))){$numsStack->push($keepNum);$keepNum='';}}}$index++;//让$index指向下一个字符.if ($index==mb_strlen($str)) break;//已扫描到字符串的末尾 就退出while循环}/*4. 当扫描完毕后，就依次弹出数栈和符号栈的数据，并计算，最终留在数栈的值，就是运算结果,只有符号栈不空就一直计算*/while (!$operStack->isEmpty()){$num1 = $numsStack->pop();$num2 = $numsStack->pop();$oper = $operStack->pop();$res  = $numsStack->getResult($num1,$num2,$oper);//计算完毕将结果入栈$numsStack->push($res);}//当退出while后，在数栈一定有一个数，这个数就是最后结果
echo $str.'='.$numsStack->getTop();?>

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