package com.csw.stack;
/**
* @Auther: 行路
* @Date: Created on 2020/4/15 20:25 星期三
* @Description: com.csw.stack
* @version: 1.0
*/
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
//根据思路
String expression = "70+40*4-2";
//先创建两个栈,数栈和符号栈
ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
//定义需要扫描的相关变量
int index = 0;//用于扫描
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int oper = 0;
int res = 0;
char ch = ' '; //将没次扫描得到的char保存到ch
String keepNum = "";
//开始while循环的扫描expression
while (true) {
//一次得到experession的每一个字符
ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
//判断ch是什么做响应的处理
if (operStack.isOper(ch)) { //如果是运算符
//判断当前的符号栈是否为空
if (!operStack.isEmpty()) {
//如果符号栈有操作符,就进行比较,如果当前的操作符优先级,小于火等于栈中的操作符,就需要从数栈
//中pop出两个数,再从符号栈中pop出一个符号,进行运算,将得到结果,入数栈后,然后将当前的操作符入符号栈
if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
//从数栈中pop出两个数
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = operStack.pop();
res = numStack.cal(num1, num2, oper);
//把运算的结果入数栈
numStack.push(res);
//然后把当前的操作符入符号栈
operStack.push(ch);
} else {
//如果当前的操作符优先级大于,直接入符号栈
operStack.push(ch);
}
} else {
//如果为空,直接入符号栈
operStack.push(ch);
}
} else {
//如果是数就直接用数栈
// numStack.push(ch-48);//? "1+3"
//1.当处理多位数时,不能发现一个数就立即入栈,因为可能是多位数
//2.在处理数,需要想expression的表达式index后再看一位,如果是数
//3.因此需要定义字符串变量,用于拼接
//处理多位数
keepNum += ch;
//如果ch已经是expression的最后以位,就直接入栈
if (index == expression.length() - 1) {
numStack.push(Integer.valueOf(keepNum));
} else {
//判断下一个字符是不是数字,如果是数字,则进行继续扫描，如果是运算符则入栈
//注意是看后面一位,不是index++
//如果后一位是操作符,则入栈
if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
numStack.push(Integer.valueOf(keepNum));
//重要！！！keepNum清空
keepNum = "";
}
}
}
//让Index+1,并判断是否扫描到expression的最后
index++;
if (index >= expression.length()) {
break;
}
}
//当表达式扫描完毕,就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的符号,并允许
while (true) {
//如果符号栈为空,则计算到最后的结果,数栈中只有一个数字
if (operStack.isEmpty()) {
break;
}
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = operStack.pop();
res = numStack.cal(num1, num2, oper);
numStack.push(res); //入栈
}
//将数栈中最后数pop出,就是结果
int res2 = numStack.pop();
System.out.printf("表达式%s=%d", expression, res2);
}
}
/**
* Description:创建的一个栈
* 需要扩展功能
*
* @author Todcsw
* @date
*/
class ArrayStack2 {
private int maxSize;
private int[] stack; //数组模拟栈,数据放在该数组中
private int top = -1; //表示栈顶,初始化为-1
public ArrayStack2(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
stack = new int[this.maxSize];
}
//返回当前栈顶的值,但是不pop出来
public int peek() {
return stack[top];
}
/**
* 栈满
*
* @return
*/
public boolean isFull() {
return top == maxSize - 1;
}
/**
* 栈空
*
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return top == -1;
}
/**
* 入栈
*
* @param value
*/
public void push(int value) {
//先判断栈是否满
if (isFull()) {
System.out.println("栈满");
return;
}
top++;
stack[top] = value;
}
/**
* 出栈,将栈顶的数据返回
*
* @return
*/
public int pop() {
//先判断栈是否空
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("栈空,没有数据");
}
int value = stack[top];
top--;
return value;
}
/**
* 遍历从栈顶遍历数据
*/
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("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
}
}
/**
* 返回运算符的优先级,假定数字越大,优先级就越高
*
* @param oper
* @return
*/
public int priority(int oper) {
if (oper == '*' || oper == '/') {
return 1;
} else if (oper == '+' || oper == '-') {
return 0;
} else {
return -1; //假设目前的表达式只有+,-,*,/
}
}
/**
* 判断是不是运算符
*
* @param val
* @return
*/
public boolean isOper(char val) {
return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
}
/**
* 计算的方法
*
* @param num1
* @param num2
* @param oper
* @return
*/
public int cal(int num1, int num2, int oper) {
int res = 0;//res用于存放计算的结果
switch (oper) {
case '+':
res = num1 + num2;
break;
case '-':
res = num2 - num1; //注意顺序
break;
case '*':
res = num1 * num2;
break;
case '/':
res = num2 / num1;
break;
default:
break;
}
return res;
}
}
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