力扣LeetCode #227 基本计算器II(Calculate)

- 题目

描述’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。

提示：

• 1 <= s.length <= 3 * 105
• s 由整数和算符 (’+’, ‘-’, ‘*’, ‘/’) 组成，中间由一些空格隔开
• s 表示一个 有效表达式
• 表达式中的所有整数都是非负整数，且在范围 [0, 231 - 1] 内
• 题目数据保证答案是一个 32-bit 整数

来源：LeetCode

- 示例

• 示例 1：
  输入：s = “3+2*2”
  输出：7
• 示例 2：
  输入：s = " 3/2 "
  输出：1
• 示例 3：
  输入：s = " 3+5 / 2 "
  输出：5

- 思路分析

这个很显然是用栈，但是有一些细节的处理需要注意：

• 乘除运算优先，因此在遍历过程中如果遇到乘号和除号就立刻处理，处理完后将结果入栈
• 减法需要转变为加法，然后将减数变为相反数放入栈中；因为加法和减法虽然是同级运算，但是存在顺序关系，比如$1-1+1$按照出栈的顺序，结果会变成-1， 但是正确的结果是1。因此将减号变成加号可以避免这种由于运算顺序而导致的错误。
• 注意空格的处理
• 因为符号栈里面会只有加号，因此不需要符号栈了，只用将最后数据栈里面的结果加起来即可。
  
  

- JAVA实现

class Solution {
    public int calculate(String s) {
        Stack<Integer> num_stack = new Stack();  //数据栈
        int num = 0;
        boolean changed = false;   //数字是否改变
        boolean neg = false;   //前面是否是负号，如果是true，要变为相反数

        for(int i=0 ; i<s.length(); i++) {
            String ch = s.substring(i,i+1);
            if(ch.equals(" ")) {   //这个位置是空格
                if(changed == true) { //如果前一个是数，那么到这个空格，这个数已经结束了，应该入栈
                    if(neg == true) num = -num;  
                    num_stack.push(num);
                    changed = false;
                    neg = false;
                    num = 0;
                }
                continue;
            }
            else if(!ch.equals("*") && !ch.equals("/")) {
                if(ch.equals("+")) {   //加号和减号不同的地方在于neg的值
                    if(changed == true) {
                        if(neg == true) num = -num;
                        num_stack.push(num);
                        num = 0;
                        changed = false;
                        neg = false;
                    }                                 
                }  
                else if(ch.equals("-")) {
                    if(changed == true) {
                        if(neg == true) num = -num;
                        num_stack.push(num);
                        num = 0;
                        changed = false;
                    }
                    neg = true;
                }
                else {  //是数字
                    num = num*10 + Integer.parseInt(ch);
                    changed = true;
                }
            }
            else { //如果是乘除
                int next = 0, last  = 0;
                if(changed == false) last = num_stack.pop();
                else last = num;
                num = 0;
                changed = false;
                if(neg == true) last = - last;
                neg = false;
                i++;
                while(i<s.length() && s.charAt(i) == ' ') i++;   //去掉空格
                while(i<s.length() && s.charAt(i)>='0' && s.charAt(i) <= '9') {           
                    next = next*10 + Integer.parseInt(s.substring(i,i+1));
                    i++;
                }
                if(ch.equals("*")) num_stack.push(last*next);
                else num_stack.push(last/next);
                i--;
            }
        }
        
        if(changed == true) {     //最后还有一个数还没有入栈
            if(neg == true) num = -num;  //仍然需要判断是否前面有负号
            num_stack.push(num);
        }

		//此时符号栈中只有加号，将数依次加起来即可
        int ans = 0;
        while(!num_stack.empty()) {
            ans += num_stack.pop();
        }
        return ans;
    }
}