描述
使用泛型栈实现算数表达式的求值(存在加减乘除与开方运算)
例如:( 1 + ( ( 2 + 3 ) * ( 4 * 5) ) )
注意每两个字符之间均含一个空格
分析
程序将接受一个输入字符串(算术表达式)并输出表达式的值
关于算术表达式,尝试使用递归定义
可能是一个数,或者是由一个左括号,一个算术表达式,一个运算符,另一个算术表达式,一个右括号组成的表达式
为了叙述方便,这里采用了未省略括号形式的表达式,这样可以明确说明所有运算符的操作数
如何获得表达式的值呢?
E.W.Dijkstra在20世纪60年代发明了一个非常简单的算法,使用两个栈(一个用于保存运算符,另一个用于保存操作数)该算法的主要思想如下
表达式由括号,运算符和操作数组成。根据下述四条规则从左到右逐个将这些实体送入栈处理:
.
1.将操作数压入操作数栈
2.将运算符压入运算符栈
3.忽略左括号
4.在遇到右括号时,弹出一个运算符,弹出运算符所需数量的操作数,并将运算符和操作数的运算结果压入操作数栈
在处理完最后一个右括号之后,操作数栈上应当只会剩下一个值,它就是表达式的值,输出即可
代码
使用Java语言实现
输入完表达式后按下ctrl+z结束输入
package evaluate;
import edu.princeton.cs.algs4.Stack;
import edu.princeton.cs.algs4.StdIn;
import edu.princeton.cs.algs4.StdOut;
public class Evaluate {
public static void main(String[] args) {
Stack<String> ops =new Stack<String>();//保存运算符
Stack<Double> vals =new Stack<Double>();//保存操作数
while(!StdIn.isEmpty()) {
String s=StdIn.readString();
if(s.equals("("));
else if(s.equals("+")) ops.push(s);
else if(s.equals("-")) ops.push(s);
else if(s.equals("*")) ops.push(s);
else if(s.equals("/")) ops.push(s);
else if(s.equals("sqrt")) ops.push(s);
else if(s.equals(")")){//若字符为')',弹出运算符与操作数,计算结果并压入栈
String op=ops.pop();
double v=vals.pop();
if(op.equals("+")) v=vals.pop()+v;
else if(op.equals("-")) v=vals.pop()-v;
else if(op.equals("*")) v=vals.pop()*v;
else if(op.equals("/")) v=vals.pop();
else if(op.equals("sqrt")) v=Math.sqrt(v);
vals.push(v);
}
else vals.push(Double.parseDouble(s));
}
StdOut.println(vals.pop());
}
}