package datastructure;

import java.util.stream.Stream;

public class DoubleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //根据前面老师思路，完成表达式的运算
        String expression = "4/2+1";
        //创建两个栈，数栈，一个符号栈
        ArrayStack numStack = new ArrayStack(10);
        ArrayStack operStack = new ArrayStack(10);
        //定义需要的相关变量
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int operation = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' '; //将每次扫描得到 char 保存到 ch
        String keepNum = ""; //用于拼接 多位数
        //开始 while 循环的扫描 expression
        while (true){
            //依次得到 expression 的每一个字符
            ch = expression.substring(index,index + 1).charAt(0);
            //判断 ch 是什么，然后做相应的处理
            if (operStack.isOperation(ch)){//如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if(!operStack.isEmpty()){
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())){
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        operation = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1,num2,operation);
                        //然后将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                       //把运算的结果如数栈
                        numStack.push(res);
                    }else {
                        //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符， 就直接入符号栈.
                        operStack.push(ch);
                    }
                }else {
                    //如果为空直接入符号栈.
                    operStack.push(ch);
                }
            }else {//如果是数，则直接入数栈
                //numStack.push(ch - 48); //? "1+3" '1' => 1
//分析思路
//1. 当处理多位数时，不能发现是一个数就立即入栈，因为他可能是多位数
//2. 在处理数，需要向 expression 的表达式的 index 后再看一位,
// 如果是数就进行扫描，如果是符号才入栈
//3. 因此我们需要定义一个变量 字符串，用于拼接
                keepNum += ch;
                if (index == expression.length() - 1){
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                }else {
                    if (operStack.isOperation(expression.substring(index + 1,index + 2).charAt(0))){
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            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 出相应的数和符号，并运行.
        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【结果】
            if (operStack.isEmpty()){
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            operation = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1,num2,operation);
            numStack.push(res);
        }
        //将数栈的最后数，pop 出，就是结果
        System.out.printf("表达式 %s = %d",expression,numStack.pop());
    }
}
//定义一个 ArrayStack 表示栈
class ArrayStack{
    private int maxSize;// 栈的大小
    private int[] stack; // 数组，数组模拟栈，数据就放在该数组
    private int top = -1;// top 表示栈顶，初始化为-1
    //构造器
    public ArrayStack(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }
    //栈满
    public boolean isFull(){
        return top == maxSize - 1;
    }
    //栈空
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }
    //入栈-push
    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-pop, 将栈顶的数据返回
    public int pop(){
        //先判断栈是否空
        if (isEmpty()){
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("栈空");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }
    //显示栈的情况[遍历栈]， 遍历时，需要从栈顶开始显示数据
    public void list(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("栈空");
            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，优先级是程序员来确定, 优先级使用数字表示
    //数字越大，则优先级就越高.
    public int priority(int operation){
        if (operation == '*' || operation == '/')
            return 1;
        else if (operation == '+' || operation == '-'){
            return 0;
        }else {
            return -1;
        }
    }
    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOperation(char val){
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val =='/';
    }
//    计算方法
    public int cal(int num1,int num2,int operation){
        int res = 0;
        switch (operation){
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
    //增加一个方法，可以返回当前栈顶的值, 但是不是真正的 pop
    public int peek(){
        return stack[top];
    }
}