【LeetCode】基本计算器 II [M]（栈）_leetcode 计算器

227. 基本计算器 II - 力扣（LeetCode）

一、题目

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 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

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

二、代码

class Solution {
    public int calculate(String str) {
        // 字符串转换为字符数组
        char[] s = str.toCharArray();
        // 数组长度
        int n = s.length;
        // 栈
        String[] stack = new String[n];
        int top = -1;
        // 用来收集数字字符串
        StringBuilder numStr = new StringBuilder();
        // 遍历字符数组，先将所有的乘除运算计算完，只在栈中保留加减法
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 只收集非空格字符
            if (s[i] != ' ') {
                // 如果遍历到的是数字字符，就收集到numStr中
                if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
                    numStr.append(s[i]);
                    // 如果遍历到的是运算符
                } else {
                    // 首先说明数字收集结束了，生成前面收集的数字字符串
                    String num = numStr.toString();
                    // 清空StringBuilder
                    numStr.setLength(0);
                    // 此时收集到了数字num和运算符s[i]，还没有将其加入到栈中，需要先进行一下运算优先级判断
 
                    // 如果此时栈中是非空，就说明里面至少有一个数字和一个字符串
                    // 如果栈是空，说明此时还没有向栈中加入过数据，就直接将收集到的一个数和运算符加入进去
                    if (top != -1) {
                        // 如果此时栈顶是乘除，就先从栈中弹出一个运算符和一个数，与当前刚收集到的数先进行运算，然后再将运算结果和当前收集到的运算符s[i]加入栈中
                        // 先将所有的乘除都计算完
                        if ("*".equals(stack[top]) || "/".equals(stack[top])) {
                            // 弹出一个数和一个运算符
                            int num2 = Integer.valueOf(num);
                            String operator = stack[top--];
                            int num1 = Integer.valueOf(stack[top--]);
                            // 计算乘除法
                            int res = compute(num1, num2, operator);
                            // 将计算结果和新收集的运算符加入栈中
                            stack[++top] = String.valueOf(res);
                            stack[++top] = String.valueOf(s[i]);
                            // 进行下一轮循环
                            continue;
                        }
                    }
 
                    // 如果不是栈顶不是乘除法，就直接将收集的到数和运算符加入栈中
                    stack[++top] = num;
                    stack[++top] = String.valueOf(s[i]);
                }
            }
        }
        // 上面循环中最后一次收集到的数据还没来得及加入栈就结束循环了，所以需要将这个数单独加入栈中
        String num = numStr.toString();
        // 如果栈不为空，说明还有数字和运算符
        if (top != -1) {
            // 仍然要做优先级判断
            if ("*".equals(stack[top]) || "/".equals(stack[top])) {
                int num2 = Integer.valueOf(num);
                String operator = stack[top--];
                int num1 = Integer.valueOf(stack[top--]);
 
                int res = compute(num1, num2, operator);
                // 只需要加结果数字即可
                stack[++top] = String.valueOf(res);
                // 如果栈顶不是乘除，直接将最后的数字加入到栈中即可
            } else {
                stack[++top] = num;
            }
            // 如果栈中没有数据，说明给的原始字符串只有一个数字，即num，直接将其加入栈中
        } else {
            stack[++top] = num;
        }
 
        // 至此栈中不会再有乘除号了
 
        // 如果栈中有超过1个数据，就说明栈中还存在加减的式子，需要计算
        if (top > 0) {
            // 将栈中的加减法计算出来，结果返回
            // 栈中数据一定是一个数，一个运算符交替排列的
            // 上一轮的计算结果
            int num1 = Integer.valueOf(stack[0]);
            String operator = stack[1];
            // 循环只遍历数字
            for (int i = 2; i <= top; i += 2) {
                int num2 = Integer.valueOf(stack[i]);
                int res = compute(num1, num2, operator);
 
                num1 = res;
                // 最后一个数字就不用再加其后面的运算符了，因为后面已经没有数据了
                if (i + 1 <= top) {
                    operator = stack[i + 1];
                }
            }
            // 返回结果
            return num1;
        }
 
        // 执行到这里说明栈中只有一个数了，两种情况：
        // 1、原式子只有乘除法，在一开始的流程中已经将结果算完了放在栈中了，直接返回即可
        // 2、给的字符串只有一个数字，这个数字加入到栈中，直接返回
        return Integer.valueOf(stack[top]);
    }
 
    // 运算方法
    public int compute(int num1, int num2, String operator) {
        if ("*".equals(operator)) {
            return num1 * num2;
        } else if ("/".equals(operator)) {
            return num1 / num2;
        } else if ("+".equals(operator)) {
            return num1 + num2;
        } else {
            return num1 - num2;
        }
    }
}

三、解题思路 

从零位置开始向右滑动只会有两种情况：

1. 当前压中的是数字
2. 当前压中的是运算符号

准备一个栈。指针开始向右移动，指针划过数字就记录下来。滑过运算符就先判断栈顶是否为乘除，如果是乘除就先算乘除，然后再将划过的运算符加入到栈中。