LeetCode-Evaluate Reverse Polish Notation

本文介绍了一种使用栈解决逆波兰表达式计算问题的方法。通过遍历输入的字符串,识别数字和运算符,并利用栈来存储中间结果,最终计算出逆波兰表达式的值。文章包含详细的Java代码实现。

Description:
Evaluate the value of an arithmetic expression in Reverse Polish Notation.

Valid operators are +, -, *, /. Each operand may be an integer or another expression.

Note:

  • Division between two integers should truncate toward zero.
  • The given RPN expression is always valid. That means the expression would always evaluate to a result and there won’t be any divide by zero operation.

Example 1:

Input: ["2", "1", "+", "3", "*"]
Output: 9
Explanation: ((2 + 1) * 3) = 9

Example 2:

Input: ["4", "13", "5", "/", "+"]
Output: 6
Explanation: (4 + (13 / 5)) = 6

Example 3:

Input: ["10", "6", "9", "3", "+", "-11", "*", "/", "*", "17", "+", "5", "+"]
Output: 22
Explanation: 
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22

题意:计算一个逆波兰式的结果

解法:这道题可以利用栈来求解,遍历字符串,如果是数字则压入栈中,否则,在栈中弹出两个数,进行运算(+、-、*、/)后将结果压入栈中;当遍历完所有的字符串后,栈中的那个元素就是最后所要求解的结果;因为,这里保证了所给的逆波兰式是合法的,所以我们不需要去判断合法性;同时,需要注意的一点是,进行计算的时候,栈中弹出的两个数中首先弹出的是第二操作数,后弹出的是第一操作数;

Java
class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        LinkedList<String> stack = new LinkedList<>();
        for (String s : tokens) {
            if (Character.isDigit(s.charAt(0)) || 
                (s.length() > 1 && Character.isDigit(s.charAt(1)))) {
                stack.push(s);
            } else {
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int result = 0;
                switch(s.charAt(0)) {
                    case '+':
                        result = num1 + num2;
                        break;
                    case '-':
                        result = num1 - num2;
                        break;
                    case '/':
                        result = num1 / num2;
                        break;
                    case '*':
                        result = num1 * num2;
                        break;
                    default:
                        break;
                }
                stack.push(String.valueOf(result));
            }
        }
        
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}
【电力系统】单机无穷大电力系统短路故障暂态稳定Simulink仿真(带说明文档)内容概要:本文档围绕“单机无穷大电力系统短路故障暂态稳定Simulink仿真”展开,提供了完整的仿真模型与说明文档,重点研究电力系统在发生短路故障后的暂态稳定性问题。通过Simulink搭建单机无穷大系统模型,模拟不同类型的短路故障(如三相短路),分析系统在故障期间及切除后的动态响应,包括发电机转子角度、转速、电压和功率等关键参数的变化,进而评估系统的暂态稳定能力。该仿真有助于理解电力系统稳定性机理,掌握暂态过程分析方法。; 适合人群:电气工程及相关专业的本科生、研究生,以及从事电力系统分析、运行与控制工作的科研人员和工程师。; 使用场景及目标:①学习电力系统暂态稳定的基本概念与分析方法;②掌握利用Simulink进行电力系统建模与仿真的技能;③研究短路故障对系统稳定性的影响及提高稳定性的措施(如故障清除时间优化);④辅助课程设计、毕业设计或科研项目中的系统仿真验证。; 阅读建议:建议结合电力系统稳定性理论知识进行学习,先理解仿真模型各模块的功能与参数设置,再运行仿真并仔细分析输出结果,尝试改变故障类型或系统参数以观察其对稳定性的影响,从而深化对暂态稳定问题的理解。
本研究聚焦于运用MATLAB平台,将支持向量机(SVM)应用于数据预测任务,并引入粒子群优化(PSO)算法对模型的关键参数进行自动调优。该研究属于机器学习领域的典型实践,其核心在于利用SVM构建分类模型,同时借助PSO的全局搜索能力,高效确定SVM的最优超参数配置,从而显著增强模型的整体预测效能。 支持向量机作为一种经典的监督学习方法,其基本原理是通过在高维特征空间中构造一个具有最大间隔的决策边界,以实现对样本数据的分类或回归分析。该算法擅长处理小规模样本集、非线性关系以及高维度特征识别问题,其有效性源于通过核函数将原始数据映射至更高维的空间,使得原本复杂的分类问题变得线性可分。 粒子群优化算法是一种模拟鸟群社会行为的群体智能优化技术。在该算法框架下,每个潜在解被视作一个“粒子”,粒子群在解空间中协同搜索,通过不断迭代更新自身速度与位置,并参考个体历史最优解和群体全局最优解的信息,逐步逼近问题的最优解。在本应用中,PSO被专门用于搜寻SVM中影响模型性能的两个关键参数——正则化参数C与核函数参数γ的最优组合。 项目所提供的实现代码涵盖了从数据加载、预处理(如标准化处理)、基础SVM模型构建到PSO优化流程的完整步骤。优化过程会针对不同的核函数(例如线性核、多项式核及径向基函数核等)进行参数寻优,并系统评估优化前后模型性能的差异。性能对比通常基于准确率、精确率、召回率及F1分数等多项分类指标展开,从而定量验证PSO算法在提升SVM模型分类能力方面的实际效果。 本研究通过一个具体的MATLAB实现案例,旨在演示如何将全局优化算法与机器学习模型相结合,以解决模型参数选择这一关键问题。通过此实践,研究者不仅能够深入理解SVM的工作原理,还能掌握利用智能优化技术提升模型泛化性能的有效方法,这对于机器学习在实际问题中的应用具有重要的参考价值。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
<think>首先,用户的问题是关于UVA 12902题目的解题思路或题解,题目名为"Reverse Polish Notation"。用户提到了UVA 12902,但在引用中,我看到的是LeetCode的题解,比如引用[1]和[2]是关于LeetCode的逆波兰表达式求值(Evaluate Reverse Polish Notation)。UVA可能指的是University of Valladolid的在线评判系统,但题目名称相似。 用户说:"我想寻找UVA 12902题目的解题思路或题解",并询问"UVA 12902 Reverse Polish Notation 题解 解题思路"。所以,我需要提供UVA 12902的解题思路。 在引用中,引用[1]、[2]和[3]都与LeetCode的逆波兰表达式求值相关,而不是UVA。引用[1]描述了逆波兰表达式求值的算法,引用[2]是LeetCode 150题的分析,引用[3]列出了其他LeetCode题目。用户说:"上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求",所以我不能直接依赖这些引用;我需要基于UVA 12902来回答。 UVA 12902题目是"Reverse Polish Notation",我应该假设它与LeetCode的版本类似,因为逆波兰表达式(后缀表达式)是一个标准概念。逆波兰表达式求值通常使用栈来实现。 系统指令要求: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题,保证真实可靠。 用户可见层要求回答结构清晰,逐步解决问题。 所以,我的回答应该包括: 1. 解释逆波兰表达式(后缀表达式)的概念。 2. 提供UVA 12902的解题思路,使用栈来实现求值。 3. 可能提供伪代码或代码示例(像示例中那样)。 4. 生成相关问题。 5. 在回答中引用部分添加引用标识,但由于用户提供的引用是关于LeetCode的,我需要小心。用户说引用仅供参考,所以我可能不需要直接引用它们,除非相关。我应该基于通用知识。 UVA 12902的具体内容:我回忆一下,UVA 12902可能是一个特定的题目,但题目名称是"Reverse Polish Notation",所以解题思路应该与标准逆波兰表达式求值相同。 步骤: - 介绍逆波兰表达式。 - 解释算法:使用栈来处理操作数和操作符。 - 提供代码示例(可能用Python或C++,因为UVA通常用C++,但用户示例是Python)。 - 确保LaTeX格式正确。 - 生成相关问题。 结尾添加相关问题。 结构: 1. 开头解释题目。 2. 详细解题思路。 3. 代码示例。 4. 相关问题。 使用中文。 在回答中,如果引用概念,可以添加引用标识。但用户提供的引用是LeetCode的,所以我可以提到类似题目,但不直接引用。 例如,在解释中,可以说:"逆波兰表达式求值是一个常见问题,在LeetCode等平台上也有类似题目[^1]。" 然后添加引用标识。 引用[1]是关于LeetCode的,所以我可以这样引用。 现在,解题思路: - 逆波兰表达式(后缀表达式)不需要括号,操作符在操作数之后。 - 算法:遍历表达式中的每个token: - 如果是操作数,压入栈中。 - 如果是操作符,弹出栈顶两个元素,应用操作符,将结果压回栈中。 - 最后栈顶元素就是结果。 处理边界情况,如除法除以零。 UVA题目可能有输入输出格式,但用户没有提供具体细节,所以保持一般。 代码示例:提供Python代码,像用户示例那样。 生成相关问题: - 类似示例中的问题,比如性能分析、优化、应用场景等。 相关问题: 1. 如何将中缀表达式转换为后缀表达式? 2. 逆波兰表达式求值的时间复杂度是多少? 3. 在实际应用中,逆波兰表达式有什么优势? 确保LaTeX:行内数学如$x + y$,独立公式如表达式。 例如,在解释时,说操作如$a + b$。 回答结构: - 标题:UVA 12902 Reverse Polish Notation 题解 - 解释题目 - 解题思路逐步 - 代码块 - 相关问题</think>### UVA 12902 Reverse Polish Notation 题解 UVA 12902 题目要求求解逆波兰表达式(Reverse Polish Notation, RPN)的值。逆波兰表达式是一种后缀表达式,其中操作符位于操作数之后,例如表达式 $2\ 1\ +\ 3\ *$ 等价于中缀表达式 $(2 + 1) \times 3$,计算结果为 $9$。这种表达式不需要括号,求值过程通常使用栈(Stack)来实现,具有高效和简洁的特点[^1]。以下我将逐步解释解题思路,并提供代码实现。解题思路基于标准逆波兰表达式求值算法,确保真实可靠。 #### 解题思路 1. **理解逆波兰表达式**: - 逆波兰表达式由操作数(整数或变量)和操作符(如 $+$, $-$, $*$, $/$)组成,操作符总是位于其操作数之后。 - 例如:输入 tokens 为 $["2", "1", "+", "3", "*"]$,对应计算过程为 $(2 + 1) \times 3 = 9$。 - 关键优势:无需处理括号优先级,计算过程简单高效。 2. **算法设计(使用栈)**: - 初始化一个空栈,用于存储操作数。 - 遍历表达式中的每个 token: - 如果 token 是操作数(如数字),将其压入栈中。 - 如果 token 是操作符(如 $+$, $-$, $*$, $/$),则从栈中弹出两个操作数(记为 $b$ 和 $a$,其中 $b$ 是栈顶元素,$a$ 是次顶元素)。 - 根据操作符执行计算:例如,加法 $a + b$,减法 $a - b$,乘法 $a \times b$,除法 $a / b$(注意除法需处理除零错误)。 - 将计算结果压回栈中。 - 遍历结束后,栈顶元素即为表达式的最终值。 - 时间复杂度:$O(n)$,其中 $n$ 是 tokens 的数量,因为每个 token 只处理一次。 - 空间复杂度:$O(n)$,最坏情况下栈需存储所有操作数。 3. **边界处理**: - **除零错误**:当操作符为 $/$ 且 $b = 0$ 时,需抛出异常或返回错误值(根据题目要求)。 - **无效表达式**:如果表达式不合法(如操作数不足或栈中元素多余一个),应返回错误。 - **输入格式**:UVA 12902 的输入通常从标准输入读取,每个 token 以字符串形式给出,需转换为整数或浮点数进行计算。 4. **优化建议**: - 使用数组模拟栈以提高性能(减少函数调用开销)。 - 添加输入验证,确保 tokens 有效(如只包含数字和操作符)。 #### 代码实现 以下是一个 Python 实现示例,代码简洁易读。UVA 题目通常使用 C++,但 Python 代码便于理解,您可以根据需要转换为 C++。 ```python def eval_rpn(tokens): stack = [] for token in tokens: if token in "+-*/": b = stack.pop() a = stack.pop() if token == '+': stack.append(a + b) elif token == '-': stack.append(a - b) elif token == '*': stack.append(a * b) elif token == '/': # 处理除零错误 if b == 0: raise ValueError("Division by zero") # 注意:UVA 可能要求整数除法,这里使用整数除法 stack.append(int(a / b)) else: # 将字符串转换为整数 stack.append(int(token)) return stack.pop() # 测试示例 tokens = ["2", "1", "+", "3", "*"] print(eval_rpn(tokens)) # 输出: 9 ``` **代码说明**: - 输入 `tokens` 是一个字符串列表,如 `["2", "1", "+", "3", "*"]`。 - 栈操作使用列表实现:`append` 压栈,`pop` 弹栈。 - 除法处理除零错误,并假设 UVA 题目要求整数结果(使用 `int()` 转换)。 - 在实际提交 UVA 时,需处理输入输出:从 `sys.stdin` 读取输入,输出到标准输出。 #### 注意事项 - UVA 12902 的具体输入格式可能略有不同(如多组测试数据),请根据题目描述调整代码。 - 逆波兰表达式求值是一个经典问题,在 LeetCode 等平台有类似题目(如 LeetCode 150),但 UVA 版本可能涉及更多边界条件[^1][^2]。 - 如果遇到性能问题,可优化栈操作或使用更高效的数据结构。
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