使用栈实现综合计算器
请输入一个表达式
例:[3+2*6-2] ,直接点击计算,就可以计算出值。
思路分析(图解)
代码如下
【1.先实现一位数的运算,2.扩展到多位数的运算】
1 package com.jyj.stack; 2 3 public class Calculator { 4 public static void main(String[] args) { 5 String expression = "30+2*6-2"; 6 //创建两个栈,数栈和符号栈 7 ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10); 8 ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10); 9 //定义需要的相关变量 10 int index = 0; //用于扫描 11 int num1 = 0; 12 int num2 = 0; 13 int oper = 0; 14 int res = 0; 15 char ch = ' '; //将每次扫描得到char保存到ch 16 String keepNum = "";//用于拼接 多位数 17 //开始while循环的扫描expression 18 while(true) { 19 //依次得到expression的每一个字符 20 ch = expression.substring(index, index+1).charAt(0); 21 //判断ch是什么,然后做相应的处理 22 if(operStack.isOper(ch)){//如果是运算符 23 //判断当前的符号栈是否为空 24 if(!operStack.isEmpty()) { 25 //如果符号栈有操作符,进行比较,如果当前操作符的优先级小于等于栈中的操作符,就需要从数栈中pop出两个数, 26 //在从符号栈中pop出一个符号,进行计算,将得到结果,入数栈,然后将当前的操作符入符号栈 27 if(operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) { 28 num1 = numStack.pop(); 29 num2 = numStack.pop(); 30 oper = operStack.pop(); 31 res = numStack.cal(num1, num2, oper); 32 //把运算的结果入数栈 33 numStack.push(res); 34 //然后将当前的操作符入符号栈 35 operStack.push(ch); 36 } else { 37 //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。 38 operStack.push(ch); 39 } 40 }else { 41 //如果为空,就直接入符号栈 42 operStack.push(ch); 43 } 44 }else{ 45 //如果是数字,直接入数栈 46 //numStack.push(ch - 48); 47 //思路: 48 //1.当处理多位数时,不能发现是一个数,就立刻入栈,因为可能是多位数 49 //2.在处理数时,需要向expression的表达式的index后再看一位,如果是数,继续扫描,如果是符号,才入栈 50 //3.因此需要定义字符串keepNum,用于拼接 多位数 51 52 //处理多位数 53 keepNum += ch; 54 55 //如果ch已经是expression的最后一位,直接入栈 56 if(index == expression.length() - 1) { 57 numStack.push(Integer.parseInt(keepNum)); 58 }else{ 59 //判断下一个符号是不是数字,如果是数字,就继续扫描,如果是运算符,则入栈 60 //注意是看后一位,不是index++ 61 if(operStack.isOper(expression.substring(index+1, index+2).charAt(0))){ 62 numStack.push(Integer.parseInt(keepNum)); 63 //注意:keepNum要清空 64 keepNum = ""; 65 } 66 } 67 } 68 //让index + 1,并判断是否扫描到expression最后 69 index++; 70 if(index >= expression.length()) { 71 break; 72 } 73 } 74 75 //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。 76 while(true) { 77 //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] 78 if(operStack.isEmpty()) { 79 break; 80 } 81 num1 = numStack.pop(); 82 num2 = numStack.pop(); 83 oper = operStack.pop(); 84 res = numStack.cal(num1, num2, oper); 85 numStack.push(res); 86 } 87 System.out.printf("表达式 %s = %d ",expression,numStack.pop()); 88 } 89 } 90 91 //定义ArrayStack2表示栈,需要扩展 92 class ArrayStack2 { 93 private int maxSize; //栈的大小 94 private int top = -1; //栈顶,初始化为-1 95 private int[] stack; 96 97 public ArrayStack2(int size) { 98 maxSize = size; 99 stack = new int[maxSize]; 100 } 101 102 //增加一个方法,可以返回当前栈顶的值,但是不是真的的pop 103 public int peek() { 104 return stack[top]; 105 } 106 107 //栈满 108 public boolean isFull(){ 109 return top == maxSize - 1; 110 } 111 //栈空 112 public boolean isEmpty(){ 113 return top == -1; 114 } 115 //入栈-push 116 public void push(int value) { 117 if(isFull()){ 118 System.out.println("栈满"); 119 return; 120 } 121 top++; 122 stack[top] = value; 123 } 124 125 //出栈-pop 126 public int pop(){ 127 if(isEmpty()){ 128 throw new RuntimeException("栈空"); 129 } 130 int value = stack[top]; 131 top--; 132 return value; 133 } 134 135 //显示栈[遍历数据] 136 public void list(){ 137 //判空 138 if(isEmpty()){ 139 System.out.println("栈空,没有数据"); 140 } 141 //遍历 142 for(int i = top;i >= 0;i--) { 143 System.out.printf("stack[%d] = %d ",i,stack[i]); 144 } 145 } 146 //返回运算符的优先级,优先级是程序员来确定,优先级使用数字来表示 147 //数字越大,则优先级就越高 148 public int priority(int oper) { 149 if(oper == '*' || oper == '/') { 150 return 1; 151 }else if(oper == '+' || oper == '-') { 152 return 0; 153 }else { 154 return -1;//假定目前的表达式只有+,-,*,/ 155 } 156 } 157 //判断是不是一个运算符 158 public boolean isOper(char val) { 159 return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/'; 160 } 161 162 //计算 163 public int cal(int num1,int num2,int oper) { 164 int res = 0; 165 switch(oper) { 166 case '+': 167 res = num1 + num2; 168 break; 169 case '-': 170 res = num2 - num1; //注意顺序 171 break; 172 case '*': 173 res = num1 * num2; 174 break; 175 case '/': 176 res = num2 / num1; 177 break; 178 } 179 return res; 180 } 181 }
以上。