栈—计算器问题解析

计算器问题

给你一个字符串表达式 s ，请你实现一个基本计算器来计算并返回它的值。整数除法仅保留整数部分。
你可以假设给定的表达式总是有效的。所有中间结果将在 [-231, 231 - 1] 的范围内。
注意：不允许使用任何将字符串作为数学表达式计算的内置函数，比如 eval() 。

示例:
输入：s = “3+2*2”
输出：7

思路:
使用栈, 遍历字符串, 并用变量preSign记录每个数字之前的运算符, 对于第一个数字, 其之前的运算符视为 + 号。每次遍历到数字末尾时, 根据preSign决定计算方式:

• 加号, 将数字压入栈中
• 减号, 将数字的相反数压入栈中
• 乘除号, 计算数字与栈顶元素, 并将栈顶元素替换为计算结果

遍历完字符串s后, 将栈中元素累加, 即为该字符串表达式的值。

代码实现:

 public  static int calculate(String s) {
   Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
   // 数字前的运算符
   char preSign = '+';
   int num = 0;
   int n = s.length();
   for (int i = 0; i < n; ++i) {
       // 当前字符为数字
       if (Character.isDigit(s.charAt(i))) {
           // s.charAt(i) - '0' 这一部分将字符转换成对应的数字。由于字符 '0' 到 '9' 的 ASCII 码连续，所以可以通过减去 '0' 来得到相应的数字。
           // 新的数字字符将被乘以 10 再加到 num 上，这样就可以将一个连续的数字字符串转换为整数。
           num = num * 10 + s.charAt(i) - '0';
       }
       // 当前字符不是数字且不为空, 或者当前字符是最后一个字符
       if (!Character.isDigit(s.charAt(i)) && s.charAt(i) != ' ' || i == n - 1) {
           switch (preSign) {
               case '+':
                   stack.push(num);
                   break;
               case '-':
                   stack.push(-num);
                   break;
               case '*':
                   stack.push(stack.pop() * num);
                   break;
               default:
                   stack.push(stack.pop() / num);
           }
           preSign = s.charAt(i);
           num = 0;
       }
   }
   int ans = 0;
   while (!stack.isEmpty()) {
       ans += stack.pop();
   }
   return ans;
}