java中缀表达式转后缀表达式并计算结果

java中缀表达式转后缀表达式

• 转自尚硅谷韩顺平老师课堂内容

public class Calculator {
	public static void main(String[] args) {
		//先定义一个逆波兰表达式（3+4）*5-6 =》 3 4 + 5 * 6 —-
		String sunffixExpression = "3 4 + 5 * 6 -";
		
		List<String> list = getListString(sunffixExpression);
		System.out.println(list);
		
		int res = calculate(list);
		System.out.println(res);
		
		String inffixExpression = "1+((2+3)*4)-5";
		List<String> lStrings = getInffixExpressionList(inffixExpression);
		System.out.println("前缀表达式"+lStrings);
		List<String> sufixStrings = parseSunffixList(lStrings);
		System.out.println("后缀表达式"+sufixStrings);
		System.out.println("计算结果"+calculate(sufixStrings));
	}
	//将中缀表达式字符串转换为后缀表达式
	public static List<String> parseSunffixList(List<String> ls){
		//首先定义两个栈
		Stack<String> s1 = new Stack<String>();//符号栈
		//因为s2在整个过程中没有出栈操作，所以使用arrlist
	//	Stack<String> s2 = new Stack<String>();//存储中间结果的栈
		List<String> s2 = new ArrayList<String>();
		
		//遍历ls
		for(String item:ls) {
			//如果是一个数，加入s2
			if(item.matches("\\d+")) {//正则表达式
				s2.add(item);
			}else if(item.equals("(")) {
				s1.push(item);
			}else if(item.equals(")")) {
				//如果遇到右括号，则依次弹出s1栈顶的操作符，并压入s2；知道遇见左括号
				while(!s1.peek().equals("(")) {
					s2.add(s1.pop());
				}
				s1.pop();//左括号弹出
			}else {
				//当item优先级小于等于s1栈顶的他优先级，s1栈顶的操作符加入s2中。并循环比较
				while(s1.size() != 0&& OperationPrioty.getPrioty(s1.peek())>=OperationPrioty.getPrioty(item)) {
					s2.add(s1.pop());
				}
				s1.push(item);
			}
		}
		//将s1总剩余的操作加入s2
		while(s1.size() != 0) {
			s2.add(s1.pop());
		}
		
		return s2;
	}
	
	//获取中缀表达式字符串
	public static List<String> getInffixExpressionList(String inffixExpression){
		//定义一个list，存储中缀表达式内容
		List<String> ls = new ArrayList<String>();
		int i = 0;//指针用于遍历
		String str;//用于对多位字符串进行拼接
		char c;//便利到的每一个字符
		do {
			//非字符串直接介入
			if((c=inffixExpression.charAt(i))<48 ||(c=inffixExpression.charAt(i))>57) {
				ls.add(c+"");
				i++;
			}else {//数字考虑多位数
				str="";
				while(i<inffixExpression.length() && ((c=inffixExpression.charAt(i))>=48 && (c=inffixExpression.charAt(i))<=57)) {
					str +=c;
					i++;
				}
				ls.add(str);
			}
		} while (i<inffixExpression.length());
		return ls;
	}
}

• 其中获取优先级代码方法如下

class OperationPrioty {
	private static int ADD = 1;
	private static int SUB = 1;
	private static int MUL = 1;
	private static int DIV = 1;
	
	public static int getPrioty(String operation) {
		int result = 0;
		switch (operation) {
		case "+":
			result = ADD;
			break;
		case "-":
			result = SUB;
			break;
		case "*":
			result = MUL;
			break;
		case "/":
			result = DIV;
			break;
		default:
			System.out.println("不存在该运算符");
			break;
		}
		return result;
	}
}

• 上述代码完成了将中缀表达式转为数组，再转为后缀表达式数组。
• 下面给出计算后缀表达式数组的代码。

public static int calculate(List<String> ls) {
		Stack<String> stack = new Stack<String>();
		//遍历ls
		for(String  item:ls) {
			//使用正则表达式
			if(item.matches("\\d+")) {//匹配多位数
				stack.push(item);
				
			}else {
				//pop两个数，运算载入站
				int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
				int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
				int res = 0;
				if(item.equals("+")) {
					res = num1 +num2;
				}else if(item.equals("-")) {
					res= num1 - num2;
				}else if(item.equals("*")) {
					res = num1 * num2;
				}else if(item.equals("/")) {
					res = num1 / num2;
				}else {
					throw new RuntimeException("运算符有误");
				}
				stack.push(""+res);
			}
		}
		return Integer.parseInt(stack.pop());
	}

计算结果

[3, 4, +, 5, *, 6, -]
29
前缀表达式[1, +, (, (, 2, +, 3, ), *, 4, ), -, 5]
不存在该运算符
不存在该运算符
后缀表达式[1, 2, 3, +, 4, *, +, 5, -]
计算结果16