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一、什么是逆波兰式(后缀表达式)
逆波兰表达式又叫后缀表达式,中学时候学的那种表达式叫中缀表达式。
例如,5×(6+3)÷3-1 , 3×(4÷(2+1)×2)-3
例子中的这两个式子,就是中缀表达式。下面这两个就是后缀表达式:
563+×3÷1- , 3421+÷2××3-
二、要求
1)输入一个逆波兰表达式(后缀表达式),使用栈(Stack),计算其结果
2)支持小括号和多位数整数,因为这里我们主要讲的是数据结构,因此计算器进行简化,只支持对整数的计算。
三、后缀表达式的计算器求值
思路分析: 从左至右扫描表达式,遇到数字时,将数字压入堆栈,遇到运算符时,弹出栈顶的两个数,用运算符对它们做相应的计算(次顶元素和栈顶元素),并将结果入栈;重复上述过程直到表达式最右端,最后运算得出的值即为表达式的结果
例如:(3+4)×5-6对应的后缀表达式就是3 4 + 5 × 6 -
我们来看看下边的图就很容易理解了:
或许看图还是不是很清楚这个是怎么计算的。
那我就再来解释一下:
1)从左至右扫描,将3和4压入堆栈;
2)遇到+运算符,因此弹出4和3(4为栈顶元素,3为次顶元素),计算出3+4的值,得7,再将7入栈,将5入栈;
3)接下来是×运算符,因此弹出5和7,计算出7×5=35,将35入栈,将6入栈;
4)最后是-运算符,计算出35-6的值,即 29,由此得出最终结果
四、代码实现
package Suanfa;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;
public class PolandNotation {
public static void main(String[] args) {
//先定义给逆波兰表达式(后缀表达式)
//(3+4)*5-6 => 3 4 + 5 * 6 - =>29
String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 -";
//思路
//1.先将“3 4 + 5 * 6 -” => 放到ArrayList中
//2.将ArrayList 传递给一个方法,遍历ArrayList配合栈完成计算
List<String> list = getListString(suffixExpression);
System.out.println("rpnList=" +list);
int res = calculate(list);
System.out.println("计算的结果是 = " +res);
}
//将一个逆波兰表达式,依次将数据和运算符放入到ArrayList中
public static List<String> getListString(String suffixExpression){
//将suffixExpression分割
String[] split = suffixExpression.split(" ");
List<String> list = new ArrayList<String>();
for(String ele:split){
list.add(ele);
}
return list;
}
public static int calculate(List<String> ls){
//创建给栈,只需要一个栈即可
Stack<String> stack = new Stack<String>();
//遍历ls
for(String item: ls){
//这里使用正则表达式来取出数
if(item.matches("\\d+")) {
stack.push(item);
} else {
//pop出两个数,并运算,在入栈
int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
int res = 0;
if(item.equals("+")){
res = num1 + num2;
} else if(item.equals("-")){
res = num1 - num2;
} else if(item.equals("*")){
res = num1 * num2;
} else if(item.equals("/")){
res = num1 / num2;
} else {
throw new RuntimeException("运算符有误~~");
}
//把res入栈
stack.push("" + res);
}
}
//最后留在stack中的数据是运算结果
return Integer.parseInt(stack.pop());
}
}