java 四则运算 栈的实现
- import java.util.Stack;
- /**
- * 利用栈,进行四则运算的类
- * 用两个栈来实现算符优先,一个栈用来保存需要计算的数据numStack,一个用来保存计算优先符priStack
- *
- * 基本算法实现思路为:用当前取得的运算符与priStack栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶;
- * 若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算;
- * 若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。各个优先级'(' > '*' = '/' > '+' = '-' > ')'
- *
- */
- public class Operate {
- private Stack<Character> priStack = new Stack<Character>();// 操作符栈
- private Stack<Integer> numStack = new Stack<Integer>();;// 操作数栈
- /**
- * 传入需要解析的字符串,返回计算结果(此处因为时间问题,省略合法性验证)
- * @param str 需要进行技术的表达式
- * @return 计算结果
- */
- public int caculate(String str) {
- // 1.判断string当中有没有非法字符
- String temp;// 用来临时存放读取的字符
- // 2.循环开始解析字符串,当字符串解析完,且符号栈为空时,则计算完成
- StringBuffer tempNum = new StringBuffer();// 用来临时存放数字字符串(当为多位数时)
- StringBuffer string = new StringBuffer().append(str);// 用来保存,提高效率
- while (string.length() != 0) {
- temp = string.substring(0, 1);
- string.delete(0, 1);
- // 判断temp,当temp为操作符时
- if (!isNum(temp)) {
- // 1.此时的tempNum内即为需要操作的数,取出数,压栈,并且清空tempNum
- if (!"".equals(tempNum.toString())) {
- // 当表达式的第一个符号为括号
- int num = Integer.parseInt(tempNum.toString());
- numStack.push(num);
- tempNum.delete(0, tempNum.length());
- }
- // 用当前取得的运算符与栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶;若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算;
- // 若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。
- // 判断当前运算符与栈顶元素优先级,取出元素,进行计算(因为优先级可能小于栈顶元素,还小于第二个元素等等,需要用循环判断)
- while (!compare(temp.charAt(0)) && (!priStack.empty())) {
- int a = (int) numStack.pop();// 第二个运算数
- int b = (int) numStack.pop();// 第一个运算数
- char ope = priStack.pop();
- int result = 0;// 运算结果
- switch (ope) {
- // 如果是加号或者减号,则
- case '+':
- result = b + a;
- // 将操作结果放入操作数栈
- numStack.push(result);
- break;
- case '-':
- result = b - a;
- // 将操作结果放入操作数栈
- numStack.push(result);
- break;
- case '*':
- result = b * a;
- // 将操作结果放入操作数栈
- numStack.push(result);
- break;
- case '/':
- result = b / a;// 将操作结果放入操作数栈
- numStack.push(result);
- break;
- }
- }
- // 判断当前运算符与栈顶元素优先级, 如果高,或者低于平,计算完后,将当前操作符号,放入操作符栈
- if (temp.charAt(0) != '#') {
- priStack.push(new Character(temp.charAt(0)));
- if (temp.charAt(0) == ')') {// 当栈顶为'(',而当前元素为')'时,则是括号内以算完,去掉括号
- priStack.pop();
- priStack.pop();
- }
- }
- } else
- // 当为非操作符时(数字)
- tempNum = tempNum.append(temp);// 将读到的这一位数接到以读出的数后(当不是个位数的时候)
- }
- return numStack.pop();
- }
- /**
- * 判断传入的字符是不是0-9的数字
- *
- * @param str
- * 传入的字符串
- * @return
- */
- private boolean isNum(String temp) {
- return temp.matches("[0-9]");
- }
- /**
- * 比较当前操作符与栈顶元素操作符优先级,如果比栈顶元素优先级高,则返回true,否则返回false
- *
- * @param str 需要进行比较的字符
- * @return 比较结果 true代表比栈顶元素优先级高,false代表比栈顶元素优先级低
- */
- private boolean compare(char str) {
- if (priStack.empty()) {
- // 当为空时,显然 当前优先级最低,返回高
- return true;
- }
- char last = (char) priStack.lastElement();
- // 如果栈顶为'('显然,优先级最低,')'不可能为栈顶。
- if (last == '(') {
- return true;
- }
- switch (str) {
- case '#':
- return false;// 结束符
- case '(':
- // '('优先级最高,显然返回true
- return true;
- case ')':
- // ')'优先级最低,
- return false;
- case '*': {
- // '*/'优先级只比'+-'高
- if (last == '+' || last == '-')
- return true;
- else
- return false;
- }
- case '/': {
- if (last == '+' || last == '-')
- return true;
- else
- return false;
- }
- // '+-'为最低,一直返回false
- case '+':
- return false;
- case '-':
- return false;
- }
- return true;
- }
- public static void main(String args[]) {
- Operate operate = new Operate();
- int t = operate.caculate("(3+4*(4*10-10/2)#");
- System.out.println(t);
- }
- }
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