java中應(yīng)用Stack進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的操作
java.util.stack,繼承自Vector
FILO, 適合帶有小括號(hào)的算術(shù)運(yùn)算
import java.util.Stack; /** * 利用棧,進(jìn)行四則運(yùn)算的類 * 用兩個(gè)棧來實(shí)現(xiàn)算符優(yōu)先,一個(gè)棧用來保存需要計(jì)算的數(shù)據(jù)numStack,一個(gè)用來保存計(jì)算優(yōu)先符priStack * * 基本算法實(shí)現(xiàn)思路為:用當(dāng)前取得的運(yùn)算符與priStack棧頂運(yùn)算符比較優(yōu)先級(jí):若高于,則因?yàn)闀?huì)先運(yùn)算,放入棧頂; * 若等于,因?yàn)槌霈F(xiàn)在后面,所以會(huì)后計(jì)算,所以棧頂元素出棧,取出操作數(shù)運(yùn)算; * 若小于,則同理,取出棧頂元素運(yùn)算,將結(jié)果入操作數(shù)棧。各個(gè)優(yōu)先級(jí)'(' > '*' = '/' > '+' = '-' > ')' * */ public class Operate { private Stack<Character> priStack = new Stack<Character>();// 操作符棧 private Stack<Integer> numStack = new Stack<Integer>();;// 操作數(shù)棧 /** * 傳入需要解析的字符串,返回計(jì)算結(jié)果(此處因?yàn)闀r(shí)間問題,省略合法性驗(yàn)證) * @param str 需要進(jìn)行技術(shù)的表達(dá)式 * @return 計(jì)算結(jié)果 */ public int caculate(String str) { // 1.判斷string當(dāng)中有沒有非法字符 String temp;// 用來臨時(shí)存放讀取的字符 // 2.循環(huán)開始解析字符串,當(dāng)字符串解析完,且符號(hào)棧為空時(shí),則計(jì)算完成 StringBuffer tempNum = new StringBuffer();// 用來臨時(shí)存放數(shù)字字符串(當(dāng)為多位數(shù)時(shí)) StringBuffer string = new StringBuffer().append(str);// 用來保存,提高效率 while (string.length() != 0) { temp = string.substring(0, 1); string.delete(0, 1); // 判斷temp,當(dāng)temp為操作符時(shí) if (!isNum(temp)) { // 1.此時(shí)的tempNum內(nèi)即為需要操作的數(shù),取出數(shù),壓棧,并且清空tempNum if (!"".equals(tempNum.toString())) { // 當(dāng)表達(dá)式的第一個(gè)符號(hào)為括號(hào) int num = Integer.parseInt(tempNum.toString()); numStack.push(num); tempNum.delete(0, tempNum.length()); } // 用當(dāng)前取得的運(yùn)算符與棧頂運(yùn)算符比較優(yōu)先級(jí):若高于,則因?yàn)闀?huì)先運(yùn)算,放入棧頂;若等于,因?yàn)槌霈F(xiàn)在后面,所以會(huì)后計(jì)算,所以棧頂元素出棧,取出操作數(shù)運(yùn)算; // 若小于,則同理,取出棧頂元素運(yùn)算,將結(jié)果入操作數(shù)棧。 // 判斷當(dāng)前運(yùn)算符與棧頂元素優(yōu)先級(jí),取出元素,進(jìn)行計(jì)算(因?yàn)閮?yōu)先級(jí)可能小于棧頂元素,還小于第二個(gè)元素等等,需要用循環(huán)判斷) while (!compare(temp.charAt(0)) && (!priStack.empty())) { int a = (int) numStack.pop();// 第二個(gè)運(yùn)算數(shù) int b = (int) numStack.pop();// 第一個(gè)運(yùn)算數(shù) char ope = priStack.pop(); int result = 0;// 運(yùn)算結(jié)果 switch (ope) { // 如果是加號(hào)或者減號(hào),則 case '+': result = b + a; // 將操作結(jié)果放入操作數(shù)棧 numStack.push(result); break; case '-': result = b - a; // 將操作結(jié)果放入操作數(shù)棧 numStack.push(result); break; case '*': result = b * a; // 將操作結(jié)果放入操作數(shù)棧 numStack.push(result); break; case '/': result = b / a;// 將操作結(jié)果放入操作數(shù)棧 numStack.push(result); break; } } // 判斷當(dāng)前運(yùn)算符與棧頂元素優(yōu)先級(jí), 如果高,或者低于平,計(jì)算完后,將當(dāng)前操作符號(hào),放入操作符棧 if (temp.charAt(0) != '#') { priStack.push(new Character(temp.charAt(0))); if (temp.charAt(0) == ')') {// 當(dāng)棧頂為'(',而當(dāng)前元素為')'時(shí),則是括號(hào)內(nèi)以算完,去掉括號(hào) priStack.pop(); priStack.pop(); } } } else // 當(dāng)為非操作符時(shí)(數(shù)字) tempNum = tempNum.append(temp);// 將讀到的這一位數(shù)接到以讀出的數(shù)后(當(dāng)不是個(gè)位數(shù)的時(shí)候) } return numStack.pop(); } /** * 判斷傳入的字符是不是0-9的數(shù)字 * * @param str * 傳入的字符串 * @return */ private boolean isNum(String temp) { return temp.matches("[0-9]"); } /** * 比較當(dāng)前操作符與棧頂元素操作符優(yōu)先級(jí),如果比棧頂元素優(yōu)先級(jí)高,則返回true,否則返回false * * @param str 需要進(jìn)行比較的字符 * @return 比較結(jié)果 true代表比棧頂元素優(yōu)先級(jí)高,false代表比棧頂元素優(yōu)先級(jí)低 */ private boolean compare(char str) { if (priStack.empty()) { // 當(dāng)為空時(shí),顯然 當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最低,返回高 return true; } char last = (char) priStack.lastElement(); // 如果棧頂為'('顯然,優(yōu)先級(jí)最低,')'不可能為棧頂。 if (last == '(') { return true; } switch (str) { case '#': return false;// 結(jié)束符 case '(': // '('優(yōu)先級(jí)最高,顯然返回true return true; case ')': // ')'優(yōu)先級(jí)最低, return false; case '*': { // '*/'優(yōu)先級(jí)只比'+-'高 if (last == '+' || last == '-') return true; else return false; } case '/': { if (last == '+' || last == '-') return true; else return false; } // '+-'為最低,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); } }
補(bǔ)充:java stack實(shí)現(xiàn)的中綴簡單四則運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算
我就廢話不多說了,大家還是直接看代碼吧~
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 character sb.append(c); } else { // 操作符 if (icp(c) > isp(stack.top())) { // 進(jìn)棧 stack.push(c); } else { // 出棧 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")); } }
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。
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