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java中应用Stack进行算术运算的操作

【字号: 日期:2022-08-15 18:14:55浏览:3作者:猪猪

java.util.stack,继承自Vector

FILO, 适合带有小括号的算术运算

import java.util.Stack; /** * 利用栈,进行四则运算的类 * 用两个栈来实现算符优先,一个栈用来保存需要计算的数据numStack,一个用来保存计算优先符priStack * * 基本算法实现思路为:用当前取得的运算符与priStack栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶; * 若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算; * 若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。各个优先级’(’ > ’*’ = ’/’ > ’+’ = ’-’ > ’)’ * */ public class Operate { private Stack<Character> priStack = new Stack<Character>();// 操作符栈 private Stack<Integer> numStack = new Stack<Integer>();;// 操作数栈/** * 传入需要解析的字符串,返回计算结果(此处因为时间问题,省略合法性验证) * @param str 需要进行技术的表达式 * @return 计算结果 */ public int caculate(String str) { // 1.判断string当中有没有非法字符 String temp;// 用来临时存放读取的字符 // 2.循环开始解析字符串,当字符串解析完,且符号栈为空时,则计算完成 StringBuffer tempNum = new StringBuffer();// 用来临时存放数字字符串(当为多位数时) StringBuffer string = new StringBuffer().append(str);// 用来保存,提高效率 while (string.length() != 0) { temp = string.substring(0, 1); string.delete(0, 1); // 判断temp,当temp为操作符时 if (!isNum(temp)) { // 1.此时的tempNum内即为需要操作的数,取出数,压栈,并且清空tempNum if (!''.equals(tempNum.toString())) { // 当表达式的第一个符号为括号 int num = Integer.parseInt(tempNum.toString()); numStack.push(num); tempNum.delete(0, tempNum.length()); } // 用当前取得的运算符与栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶;若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算; // 若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。 // 判断当前运算符与栈顶元素优先级,取出元素,进行计算(因为优先级可能小于栈顶元素,还小于第二个元素等等,需要用循环判断) while (!compare(temp.charAt(0)) && (!priStack.empty())) { int a = (int) numStack.pop();// 第二个运算数 int b = (int) numStack.pop();// 第一个运算数 char ope = priStack.pop(); int result = 0;// 运算结果 switch (ope) { // 如果是加号或者减号,则 case ’+’: result = b + a; // 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; case ’-’: result = b - a; // 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; case ’*’: result = b * a; // 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; case ’/’: result = b / a;// 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; } } // 判断当前运算符与栈顶元素优先级, 如果高,或者低于平,计算完后,将当前操作符号,放入操作符栈 if (temp.charAt(0) != ’#’) { priStack.push(new Character(temp.charAt(0))); if (temp.charAt(0) == ’)’) {// 当栈顶为’(’,而当前元素为’)’时,则是括号内以算完,去掉括号 priStack.pop(); priStack.pop(); } } } else // 当为非操作符时(数字) tempNum = tempNum.append(temp);// 将读到的这一位数接到以读出的数后(当不是个位数的时候) } return numStack.pop(); }/** * 判断传入的字符是不是0-9的数字 * * @param str * 传入的字符串 * @return */ private boolean isNum(String temp) { return temp.matches('[0-9]'); }/** * 比较当前操作符与栈顶元素操作符优先级,如果比栈顶元素优先级高,则返回true,否则返回false * * @param str 需要进行比较的字符 * @return 比较结果 true代表比栈顶元素优先级高,false代表比栈顶元素优先级低 */ private boolean compare(char str) { if (priStack.empty()) { // 当为空时,显然 当前优先级最低,返回高 return true; } char last = (char) priStack.lastElement(); // 如果栈顶为’(’显然,优先级最低,’)’不可能为栈顶。 if (last == ’(’) { return true; } switch (str) { case ’#’: return false;// 结束符 case ’(’: // ’(’优先级最高,显然返回true return true; case ’)’: // ’)’优先级最低, return false; case ’*’: { // ’*/’优先级只比’+-’高 if (last == ’+’ || last == ’-’) return true; else return false; } case ’/’: { if (last == ’+’ || last == ’-’) return true; else return false; } // ’+-’为最低,一直返回false case ’+’: return false; case ’-’: return false; } return true; }public static void main(String args[]) { Operate operate = new Operate(); int t = operate.caculate('(3+4*(4*10-10/2)#');System.out.println(t); } }

补充:java stack实现的中缀简单四则运算表达式计算

我就废话不多说了,大家还是直接看代码吧~

public abstract class Stack<T> { public abstract boolean isEmpty(); public abstract boolean isFull(); public abstract T top(); public abstract boolean push(T x); public abstract T pop(); public abstract void clear();}

public class SeqStack<T> extends Stack<T> { private Object[] elementData; private int maxTop; private int top; public SeqStack(int size) { this.maxTop = size - 1; elementData = new Object[size]; top = -1; } @Override public boolean isEmpty() { return top == -1; } @Override public boolean isFull() { return top == maxTop - 1; } @SuppressWarnings('unchecked') @Override public T top() { if (top == -1) { System.out.println('Empty'); return null; } return (T) elementData[top]; } @Override public boolean push(T x) { if (top == maxTop) { System.err.println('Full'); return false; } elementData[++top] = x; return true; } @SuppressWarnings('unchecked') @Override public T pop() { if (top == -1) { System.err.println('Empty'); return null; }T result = (T)elementData[top]; elementData[top] = null; //gc top--; return result; } @Override public void clear() {//let gc do its work for(int i = 0; i < top+1; i++) { elementData[i] = null; }top = -1; }}

public class StackCalc { private SeqStack<Integer> stack; public StackCalc(int maxSize) { stack = new SeqStack<Integer>(maxSize); } private void pushOperand(Integer number) { stack.push(number); } private Number doOperate(char oper) { Integer right = stack.pop(); Integer left = stack.pop(); Integer result = null; if (left != null && right != null) { switch (oper) { case ’+’:result = left.intValue() + right.intValue();break; case ’-’:result = left.intValue() - right.intValue();break; case ’*’:result = left.intValue() * right.intValue();break; case ’/’:if (right.intValue() == 0) { System.err.println('Divide by 0');}result = left.intValue() / right.intValue();break; default:break; } } stack.push(result); return result; } private int icp(char c) { switch (c) { case ’#’: return 0; case ’(’: return 7; case ’*’: return 4; case ’/’: return 4; case ’+’: return 2; case ’-’: return 2; case ’)’: return 1; default: return -1; } } private int isp(int c) { switch (c) { case ’#’: return 0; case ’(’: return 1; case ’*’: return 5; case ’/’: return 5; case ’+’: return 3; case ’-’: return 3; case ’)’: return 7; default: return -1; } } public String transfer(String expression) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); SeqStack<Character> stack = new SeqStack<Character>(expression.length()); stack.push(’#’); for (int i = 0; i < expression.length(); i++) { Character c = expression.charAt(i); if (’0’ <= c && c <= ’9’ || ’a’ <= c && c <= ’z’ || ’A’ <= c && c <= ’Z’) { // digit charactersb.append(c); } else { // 操作符if (icp(c) > isp(stack.top())) { // 进栈 stack.push(c);} else { // 出栈 if (c == ’)’) { char ch = stack.pop(); while (ch != ’(’) { sb.append(ch); ch = stack.pop(); } } else { char ch = stack.pop(); while (icp(c) <= isp(ch)) { sb.append(ch); ch = stack.pop(); } stack.push(ch); stack.push(c); }} } } // end of for char ch = stack.pop(); while (ch != ’#’) { sb.append(ch); ch = stack.pop(); } stack.clear();return sb.toString(); } public Integer calc(String expression) { expression = transfer(expression); for (int i = 0; i < expression.length(); i++) { char c = expression.charAt(i); switch (c) { case ’+’: case ’-’: case ’*’: case ’/’:doOperate(c);break; default:pushOperand(new Integer(c + ''));break; } } return stack.pop(); } /** * @param args */ public static void main(String[] args) { StackCalc calc = new StackCalc(10); System.out.println(calc.calc('6/(4-2)+3*2')); }}

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持好吧啦网。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。

标签: Java
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