【算法】逆波兰表达式求值

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150、逆波兰表达式求值

0. 题面

给你一个字符串数组 tokens ,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意:

  • 有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
  • 每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。
  • 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
  • 表达式中不含除零运算。
  • 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
  • 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

示例 1:

输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出:9
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9

示例 2:

输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出:6
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3:

输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出:22
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22

提示:

1. 1 <= tokens.length <= 10^4
2. tokens[i] 是一个算符("+""-""*""/"),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

逆波兰表达式

逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。

  • 平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 ( 1 + 2 ) _ ( 3 + 4 ) 。

  • 该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) _ ) 。 逆波兰表达式主要有以下两个优点:

  • 去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。

  • 适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中

解法

// 跟运算有关时一定要考虑除法和减法的除数和被减数,顺序不一样结果就不一样了
function compute(n1, n2, op) {
  let res;
  switch (op) {
    case '+':
      // 加法必须转换成数字计算,否则会直接当成字符
      res = parseInt(n1) + parseInt(n2);
      break;
    case '-':
      // 太神奇了,减乘除法可以直接用字符计算,不需要转换成数字
      // 应该是做运算时直接内部转换成数字了
      res = n2 - n1;
      break;
    case '*':
      res = n1 * n2;
      break;
    case '/':
      // parseInt是只保留整数部分
      // 不能使用Math.floor,因为负数时会出错
      res = parseInt(n2 / n1);
      break;
  }
  return res;
}

var evalRPN = function (tokens) {
  const len = tokens.length;
  // 辅助栈
  let temp = [];
  const op = ['+', '-', '*', '/'];

  for (let i = 0; i < len; i++) {
    if (op.includes(tokens[i]) && temp.length >= 2) {
      let num1 = temp.pop();
      let num2 = temp.pop();
      temp.push(compute(num1, num2, tokens[i]));
    } else {
      temp.push(tokens[i]);
    }
  }

  return temp[0];
};

思路:

  • 逆波兰表达式的计算,就是遇到数字就入栈,遇到运算符就取出栈顶两个数字进行计算,然后将结果再入栈。
  • 由于除法和减法的顺序不一样结果就不一样,所以在计算时要注意顺序。
  • 除法和减法的计算时,被减数和除数的顺序要注意,否则会出错。
  • 除法的结果要取整数部分,不能使用 Math.floor,因为负数时会出错。