zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 逆波兰表达式

    我们常用的1+1, 2 * 4 / 2 - 3等运算表达式为中缀表达式,运算符在数据中间,而计算机运算时需要转成后缀表达式也就是逆波兰表达式。逆波兰表达式将运算的顺序从左往右依次排序输出进行运算,运算时遇到操作符就将操作符前两位进行顺序运算,最终得到结果。

    中缀表达式转后缀表达式主要用到了栈进行运算符处理,队列进行排序输出,规则为:

    1.数字直接入队列
    2.运算符要与栈顶元素比较
    -栈为空直接入栈
    -运算符优先级大于栈顶元素优先级则直接入栈
    -小于或等于则出栈入列,再与栈顶元素进行比较,直到运算符优先级小于栈顶元素优先级后,操作符再入栈
    3.操作符是 ( 则无条件入栈
    4.操作符为 ),则依次出栈入列,直到匹配到第一个(为止,此操作符直接舍弃,栈顶)直接出栈舍弃

    package calc;
    
    import java.util.*;
    import java.util.regex.Pattern;
    
    public class MultiCalc {
        /**
         * 匹配 + - * / ( ) 运算符
         */
        static final String SYMBOL = "\+|-|\*|/|\(|\)";
    
        static final String LEFT = "(";
        static final String RIGHT = ")";
        static final String ADD = "+";
        static final String MINUS= "-";
        static final String TIMES = "*";
        static final String DIVISION = "/";
    
        /**
         * 加減 + -
         */
        static final int LEVEL_01 = 1;
        /**
         * 乘除 * /
         */
        static final int LEVEL_02 = 2;
    
        /**
         * 括号
         */
        static final int LEVEL_HIGH = Integer.MAX_VALUE;
    
    
        static Stack<String> stack = new Stack<>();
        static List<String> data = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
    
        /**
         * 去除所有空白符
         * @param s
         * @return
         */
        public static String replaceAllBlank(String s ){
            // \s+ 匹配任何空白字符,包括空格、制表符、换页符等等, 等价于[ f
    
    	v]
            return s.replaceAll("\s+","");
        }
    
        /**
         * 判断是不是数字 int double long float
         * @param s
         * @return
         */
        public static boolean isNumber(String s){
            Pattern pattern = Pattern.compile("^[-\+]?[.\d]*$");
            return pattern.matcher(s).matches();
        }
    
        /**
         * 判断是不是运算符
         * @param s
         * @return
         */
        public static boolean isSymbol(String s){
            return s.matches(SYMBOL);
        }
    
        /**
         * 匹配运算等级
         * @param s
         * @return
         */
        public static int calcLevel(String s){
            if("+".equals(s) || "-".equals(s)){
                return LEVEL_01;
            } else if("*".equals(s) || "/".equals(s)){
                return LEVEL_02;
            }
            return LEVEL_HIGH;
        }
    
        /**
         * 匹配
         * @param s
         * @throws Exception
         */
        public static List<String> doMatch (String s) throws Exception{
            if(s == null || "".equals(s.trim())) throw new RuntimeException("data is empty");
            if(!isNumber(s.charAt(0)+"")) throw new RuntimeException("data illeagle,start not with a number");
    
            s = replaceAllBlank(s);
    
            String each;
            int start = 0;
    
            for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
                if(isSymbol(s.charAt(i)+"")){
                    each = s.charAt(i)+"";
                    //栈为空,(操作符,或者 操作符优先级大于栈顶优先级 && 操作符优先级不是( )的优先级 及是 ) 不能直接入栈
                    if(stack.isEmpty() || LEFT.equals(each)
                            || ((calcLevel(each) > calcLevel(stack.peek())) && calcLevel(each) < LEVEL_HIGH)){
                        stack.push(each);
                    }else if( !stack.isEmpty() && calcLevel(each) <= calcLevel(stack.peek())){
                        //栈非空,操作符优先级小于等于栈顶优先级时出栈入列,直到栈为空,或者遇到了(,最后操作符入栈
                        while (!stack.isEmpty() && calcLevel(each) <= calcLevel(stack.peek()) ){
                            if(calcLevel(stack.peek()) == LEVEL_HIGH){
                                break;
                            }
                            data.add(stack.pop());
                        }
                        stack.push(each);
                    }else if(RIGHT.equals(each)){
                        // ) 操作符,依次出栈入列直到空栈或者遇到了第一个)操作符,此时)出栈
                        while (!stack.isEmpty() && LEVEL_HIGH >= calcLevel(stack.peek())){
                            if(LEVEL_HIGH == calcLevel(stack.peek())){
                                stack.pop();
                                break;
                            }
                            data.add(stack.pop());
                        }
                    }
                    start = i ;    //前一个运算符的位置
                }else if( i == s.length()-1 || isSymbol(s.charAt(i+1)+"") ){
                    each = start == 0 ? s.substring(start,i+1) : s.substring(start+1,i+1);
                    if(isNumber(each)) {
                        data.add(each);
                        continue;
                    }
                    throw new RuntimeException("data not match number");
                }
            }
            //如果栈里还有元素,此时元素需要依次出栈入列,可以想象栈里剩下栈顶为/,栈底为+,应该依次出栈入列,可以直接翻转整个stack 添加到队列
            Collections.reverse(stack);
            data.addAll(new ArrayList<>(stack));
    
            System.out.println(data);
            return data;
        }
    
        /**
         * 算出结果
         * @param list
         * @return
         */
        public static Double doCalc(List<String> list){
            Double d = 0d;
            if(list == null || list.isEmpty()){
                return null;
            }
            if (list.size() == 1){
                System.out.println(list);
                d = Double.valueOf(list.get(0));
                return d;
            }
            ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                list1.add(list.get(i));
                if(isSymbol(list.get(i))){
                    Double d1 = doTheMath(list.get(i - 2), list.get(i - 1), list.get(i));
                    list1.remove(i);
                    list1.remove(i-1);
                    list1.set(i-2,d1+"");
                    list1.addAll(list.subList(i+1,list.size()));
                    break;
                }
            }
            doCalc(list1);
            return d;
        }
    
        /**
         * 运算
         * @param s1
         * @param s2
         * @param symbol
         * @return
         */
        public static Double doTheMath(String s1,String s2,String symbol){
            Double result ;
            switch (symbol){
                case ADD : result = Double.valueOf(s1) + Double.valueOf(s2); break;
                case MINUS : result = Double.valueOf(s1) - Double.valueOf(s2); break;
                case TIMES : result = Double.valueOf(s1) * Double.valueOf(s2); break;
                case DIVISION : result = Double.valueOf(s1) / Double.valueOf(s2); break;
                default : result = null;
            }
            return result;
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            String math = "9+(3-1)*3+10/2";
    //        String math = "1.8+(2-3.5)*4+10/5.0";
            try {
                long start = System.currentTimeMillis();
                doCalc(doMatch(math));
                long end = System.currentTimeMillis();
                System.out.println(end - start);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    
  • 相关阅读:
    分享8个超棒的免费高质量图标搜索引擎
    分享25个几何元素在网页设计中的应用案例
    推荐16个国外的源码下载网站
    分享20佳好玩的 jQuery 游戏
    快手基于 Flink 的持续优化与实践
    我的2007
    安装GPhone SDK
    asp.net如何取得纯客户端控件的值
    1111
    .NET与java的MVC模式(2):struts2核心工作流程与原理
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/sansamh/p/9063849.html
Copyright © 2011-2022 走看看