中缀表达式转后缀表达式的方法:
1.遇到操作数:直接输出(添加到后缀表达式中)
2.栈为空时,遇到运算符,直接入栈
3.遇到左括号:将其入栈
4.遇到右括号:执行出栈操作,并将出栈的元素输出,直到弹出栈的是左括号,左括号不输出。
5.遇到其他运算符:加减乘除:弹出所有优先级大于或者等于该运算符的栈顶元素【栈内的栈顶运算符>=遇到的运算符,就弹出】,然后将该运算符入栈
6.最终将栈中的元素依次出栈,输出。
后缀表达式的计算
用栈存放每个数字,每当便利到运算符时,弹出栈顶的两个元素,用第二个栈顶元素操作第一个
加法和乘法没有顺序,减法和除非注意先后问题即可
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.*;
public class Solution {
/**
* 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
* 返回表达式的值
* @param s string字符串 待计算的表达式
* @return int整型
*/
public int solve (String s) {
// write code here
String rpn=toSuffix(s);
return getRPNval(rpn);
}
/**
* 将 中缀表达式 转化为 后缀表达式
*/
public String toSuffix(String infix){
Map<Character, Integer> basic = new HashMap<Character, Integer>();
basic.put('-', 1);
basic.put('+', 1);
basic.put('*', 2);
basic.put('/', 2);
basic.put('(', 0);//在运算中 ()的优先级最高,但是此处因程序中需要 故设置为0
List<String> queue = new ArrayList<String>();
//定义队列 用于存储 数字 以及最后的 后缀表达式
List<Character> stack = new ArrayList<Character>();
//定义栈 用于存储 运算符 最后stack中会被 弹空
char[] charArr = infix.trim().toCharArray();
//字符数组 用于拆分数字或符号
String standard = "*/+-()";
//判定标准 将表达式中会出现的运算符写出来
char ch = '&';
//在循环中用来保存 字符数组的当前循环变量的 这里仅仅是初始化一个值 没有意义
int len = 0;
//用于记录字符长度 【例如100*2,则记录的len为3 到时候截取字符串的前三位就是数字】
for (int i = 0; i < charArr.length; i++) {
//开始迭代
ch = charArr[i];
//保存当前迭代变量
if(Character.isDigit(ch)) {
//如果当前变量为 数字
len++;
}else if(Character.isLetter(ch)) {
//如果当前变量为 字母
len++;
}else if(ch == '.'){
//如果当前变量为 . 会出现在小数里面
len++;
}else if(Character.isSpaceChar(ch)) {
//如果当前变量为 空格 支持表达式中有空格出现
if(len > 0) {
//若为空格 代表 一段结束 ,就可以往队列中 存入了 【例如100 * 2 100后面有空格 就可以将空格之前的存入队列了】
queue.add(String.valueOf(Arrays.copyOfRange(charArr, i - len, i)));
//往 队列存入 截取的 字符串
len = 0;
//长度置空
}
continue;
//如果空格出现,则一段结束 跳出本次循环
}else if(standard.indexOf(ch) != -1) {
//如果是上面标准中的 任意一个符号
if(len > 0) {
//长度也有
queue.add(String.valueOf(Arrays.copyOfRange(charArr, i - len, i)));
//说明符号之前的可以截取下来做数字
len = 0;
//长度置空
}
if(ch == '(') {
//如果是左括号
stack.add(ch);
//将左括号 放入栈中
continue;
//跳出本次循环 继续找下一个位置
}
if (!stack.isEmpty()) {
//如果栈不为empty
int size = stack.size() - 1;
//获取栈的大小-1 即代表栈最后一个元素的下标
boolean flag = false;
//设置标志位
while (size >= 0 && ch == ')' && stack.get(size) != '(') {
//若当前ch为右括号,则 栈里元素从栈顶一直弹出,直到弹出到 左括号
queue.add(String.valueOf(stack.remove(size)));
//注意此处条件:ch并未入栈,所以并未插入队列中;
//同样直到找到左括号的时候,循环结束了,所以左括号也不会放入队列中
//【也就是:后缀表达式中不会出现括号】
size--;
//size-- 保证下标永远在栈最后一个元素【栈中概念:指针永远指在栈顶元素】
flag = true;
//设置标志位为true 表明一直在取()中的元素
}
while (size>=0 && !flag && basic.get(stack.get(size)) >= basic.get(ch)){
//若取得不是()内的元素,并且当前栈顶元素的优先级>=对比元素 那就出栈插入队列
queue.add(String.valueOf(stack.remove(size)));
//同样 此处也是remove()方法,既能得到要获取的元素,也能将栈中元素移除掉
size--;
}
}
if(ch != ')') {
//若当前元素不是右括号
stack.add(ch);
//就要保证这个符号 入栈
} else {
//否则就要出栈 栈内符号
stack.remove(stack.size() - 1);
}
}
if(i == charArr.length - 1) {
//如果已经走到了 中缀表达式的最后一位
if(len > 0) {
//如果len>0 就截取数字
queue.add(String.valueOf(Arrays.copyOfRange(charArr, i - len+1, i+1)));
}
int size = stack.size() - 1;
//size表示栈内最后一个元素下标
while (size >= 0) {
//一直将栈内 符号全部出栈 并且加入队列中
//【最终的后缀表达式是存放在队列中的,而栈内最后会被弹空】
queue.add(String.valueOf(stack.remove(size)));
size--;
}
}
}
return queue.stream().collect(Collectors.joining(","));
//将队列中元素以,分割 返回字符串
}
public int getRPNval(String equation){
Stack<Integer> stack=new Stack<Integer>();
String [] rpnString = equation.split(",");
int a,b;
for(int i=0;i<rpnString.length;i++){
String c=rpnString[i];
if(c.equals("+")){
a=stack.pop();
b=stack.pop();
stack.add(b+a);
}
else if(c.equals("-")){
a=stack.pop();
b=stack.pop();
stack.add(b-a);
}
else if(c.equals("*")){
a=stack.pop();
b=stack.pop();
stack.add(b*a);
}
else if(c.equals("/")){
a=stack.pop();
b=stack.pop();
stack.add(b/a);
}
else{
stack.add(Integer.parseInt(c));
}
}
return stack.peek();
}
}
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