题目

227. 基本计算器 II

中等

给你一个字符串表达式 s ，请你实现一个基本计算器来计算并返回它的值。

整数除法仅保留整数部分。

你可以假设给定的表达式总是有效的。所有中间结果将在 [-231, 231 - 1] 的范围内。

注意： 不允许使用任何将字符串作为数学表达式计算的内置函数，比如 eval() 。

示例 1:

输入: "3+2*2"
输出: 7

示例 2:

输入: " 3/2 "
输出: 1

示例 3:

输入: " 3+5 / 2 "
输出: 5

提示

1 <= s.length <= 3 * 105
s 由整数和算符 ('+', '-', '*', '/') 组成，中间由一些空格隔开
s 表示一个 有效表达式
表达式中的所有整数都是非负整数，且在范围 [0, 231 - 1] 内
题目数据保证答案是一个 32-bit 整数

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思路

用栈来实现，因为乘、除法优先级大于加减法，所以把所有乘除法都先做运算然后把结果值存到栈中，如

如果遇到加号 + ，直接把数字放入栈中
如果遇到减号 -，则把数字的负值放入栈中
如果遇到乘号 * 和除号 /，则先运算后再把运算的结果放入栈中

最后计算栈中各个数字的加法即可得到结果

算法如下

用变量 preSign 记录每个整之前的运算符（对于第一个整数，可以将其前面的运算符视为加号）
因为需要识别出 s 字符串中整数（由多位字符组成），所以用一个 num 来记录这个多位字符组成的整数
遍历字符串 s，记当前字符为 curChar
如果 curChar 是空格，则跳过
如果 curChar 是数字字符，计算出最新的 num 整数值
如果 curChar 不是数字字符（说明是运算符），或者已经是遍历到字符串的末尾（即 num 是最有一个整数）时，此时说明已经可以知道两个数（一个是栈顶元素，一个是 num）并且知道两个数之间的运算符 preSign 了，需要根据 preSign 来决定计算方式
- 如果 preSign 是加号，将数字压入栈（最后遍历栈再计算即可）
- 如果是减号，将数字的相反数压入栈
- 如果乘除号，则弹出栈顶元素，计算栈顶元素与数字的结果，并存入栈中
处理完该整数字 num 后，把 preSign 更新为当前的运算符，num 重置为 0
遍历完字符串 s 后，将栈中元素累加，即为该字符串表达式的值

代码

js 代码

    /**
     * @param {string} s
     * @return {number}
     */
    var calculate = function(s) {
        s = s.trim();
        
        let stack = [];
      
        // 整数前的符号
        let preSign = '+';
        // 字符串中的每个整数
        let num = 0;
    
        for (let i = 0; i < s.length; i++) {
            let curChar = s[i];
    
            if (curChar == ' ') {
                continue;
            }
    
            // 计算多位数字字符组成的整数
            if (isDigit(curChar)) {
                num = num * 10 + curChar.charCodeAt() - '0'.charCodeAt();
            }
    
            // 如果遇到运算符，或者是 字符串末尾，则需要计算 num 跟栈顶元素的值
            if (!isDigit(curChar) || i == s.length - 1) {
                switch (preSign) {
                    case '+':
                        stack.push(num)
                        break;
                    case '-':
                        stack.push(-num);
                        break;
                    case '*':
                        stack.push(stack.pop() * num);
                        break;
                    case '/':
                        let rst = stack.pop() / num;
                        // 注意js，正负的取整方法
                        stack.push(rst > 0 ? Math.floor(rst) : Math.ceil(rst));
                        break;        
                } 
                // 设置为当前的运算符，等参与下一个整数的运算
                preSign = curChar;
                // 下一个整数重置为0，重新提取
                num = 0;
            }
        }
    
        let rst = 0;
        while (stack.length) {
            rst += stack.pop();
        }
    
        return rst;
    };
    
    function isDigit(c) {
        return !isNaN(Number(c));
    }

rust 代码

    impl Solution {
       pub fn calculate(mut s: String) -> i32 {
           s = s.trim().to_string();
    
           let mut stack: Vec<i32> = vec![];
           let mut num: i32 = 0;
           let mut pre_sign = '+';
    
           for (index, cur_char) in s.char_indices() {
               if cur_char == ' ' {
                   continue;
               }
       
               if cur_char.is_digit(10) {
                   num = num * 10 + cur_char.to_digit(10).unwrap() as i32;
               }
    
               if !cur_char.is_digit(10) || index == s.len() - 1 {
                   match pre_sign {
                       '+' => stack.push(num),
                       '-' => stack.push(-num),
                       '*' => {
                           let val = stack.pop().unwrap();
                           stack.push(val * num)
                       }
                       '/' => {
                          let val = stack.pop().unwrap();
                           stack.push(val / num)
                      }
                       _ => panic!("cur_char error"),
                  }
                   pre_sign = cur_char;
                  num = 0;
              }
          }
    
           let mut result = 0;
           for i in 0..stack.len() {
               result += stack[i];
           }
    
           result
        }
    }

复杂度

时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(N)

【leetcode】227. 基本计算器 II

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