栈实现综合计算器（中缀表达式）

使用栈来实现综合计算器-自定义优先级[priority]

思路分析

代码实现

注意点：

char类型可以和int类型比较，char本质上也是int
查找字符串第 i 个字符可以用str.charAt(num)
截取字符串第 i 到 j 位str.substring(i,j)
字符串型数字转整形Integer.parseInt(str)

package stack;import java.util.Scanner;public class Calculator {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String expression = scanner.nextLine();// 创建两个栈：数栈和符号栈CalculatorStack numStack = new CalculatorStack(10);CalculatorStack opeStack = new CalculatorStack(10);// 需要的相关变量int index = 0;  // 用于扫描int num1 = 0;int num2 = 0;int ope = 0;int res = 0;char ch = ' ';  // 将每次扫描的结果char存放到chString keepNum = ""; // 用于拼接多位数// 开始while循环扫描expressionwhile (true) {// 先依次得到expression中的每一个字符ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);// 判断ch类型，做相应处理if (opeStack.isOpe(ch)) { // 如果是运算法// 判断符号栈是否为空if (opeStack.isEmpty()) {// 如果为空，直接入符号栈opeStack.push(ch);} else {  // 操作栈不为空// 如果当前的操作符的优先级小于或等于栈中的操作符// 需要从符号栈中pop一个符号，数栈中pop两个数字，进行运算// 得到结果后，入数栈，然后将当前符号入符号栈if (opeStack.priority(ch) <= opeStack.priority(opeStack.peek())) {num1 = numStack.pop();num2 = numStack.pop();ope = opeStack.pop();res = numStack.cal(num1, num2, ope);numStack.push(res); // 运算结果入数栈opeStack.push(ch);  // 当前操作符入符号栈} else {// 如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作数// 直接入符号栈opeStack.push(ch);}}} else {// 如果是数字，直接入数栈// 减48的原因是在ASIIC表中数字真实值与数字相差48// numStack.push(ch - 48);// 优化：处理多位数// 1. 当处理多位数时候，不能发现是一个数就立即入栈，因为可能是多位数// 2. 在处理树时候，需要向expression的表达式的index后再看以为，如果是数就入栈，如果发现是符号就继续扫描// 3. 因此需要定义一个字符串变量，用于拼接.keepNum += ch;// 如果ch已经是expression的最后一位，直接入栈if (index == expression.length() - 1) {numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));} else {// 判断下一个字符是不是数字，如果是数字就继续扫描，如果是运算符则入栈if (opeStack.isOpe(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {// 如果后一位是运算符numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));// 重要操作：keepNum清空keepNum = "";}}}// index+1 并判断是否扫描到expression的最后index++;if (index >= expression.length()) {break;}}// 表达式扫描完毕后，顺序从数栈和符号栈中pop出相应的符号，并运算即可while (true) {// 如果符号栈为空，则计算到最后的结果// 此时数栈中只有一个数字【结果】if (opeStack.isEmpty()) {break;}num1 = numStack.pop();num2 = numStack.pop();ope = opeStack.pop();res = numStack.cal(num1, num2, ope);numStack.push(res);}System.out.printf("表达式%s = %d", expression, res);}
}// 先创建一个栈
class CalculatorStack {private int maxSize;    // 栈的大小private int[] stack;    // 数组模拟栈，数据放在该数组private int top = -1;   // top表示栈顶，初始化为-1public CalculatorStack(int maxSize) {this.maxSize = maxSize;stack = new int[maxSize];}// 返回当前栈顶的值，仅查询public int peek() {return stack[top];}public boolean isFull() {return top == maxSize - 1;}public boolean isEmpty() {return top == -1;}public void push(int value) {if (isFull()) {System.out.println("栈满");return;}stack[++top] = value;}public int pop() {if (isEmpty()) {throw new RuntimeException("栈空,没有数据");}return stack[top--];}public void list() {if (isEmpty()) {System.out.println("栈空，没有数据");return;}for (int i = top; i >= 0; i--) {System.out.printf("%d ", stack[i]);}}// 返回运算符的优先级，优先级是程序员确定，优先级使用数字表示// 数字越大，优先级越高public int priority(int ope) {if (ope == '*' || ope == '/') {return 1;} else if (ope == '+' || ope == '-') {return 0;} else {return -1;  //假设目前表达式只有+、-、*、/}}// 判断是不是一个运算符public boolean isOpe(char val) {return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';}// 计算方法public int cal(int num1, int num2, int ope) {int res = 0;switch (ope) {case '+':res = num1 + num2;break;case '-':res = num2 - num1;break;case '*':res = num1 * num2;break;case '/':res = num2 / num1;break;default:break;}return res;}}

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