华为od机试C卷-最长表达式求值

1 题目描述

提取字符串中的最长合法简单数学表达式子串，字符串长度最长的，并计算表达式的值，如果没有返回0。简单数学表达式只能包含以下内容0-9 数字，符号±*

说明:
1.所有数字，计算结果都不超过 long
2.如果有多个长度一样的，请返回第一个表达式的结果
3.数学表达式，必须是最长的，合法的
4.操作符不能连续出现，如 ±-+1 是不合法的

输入
字符串
输出
表达式值

示例一
输入: 1-2abcd
输出: -1
示例二
输入: 1-2abs1-2*3+7dd4-5+6
输出: 2
示例三
输入: a1/0+8d
输出: 8

2、审题

这道题有点难度，有以下几个难点：
1、如何找出字符串中的最长合法数学表达式子串？
2、如何计算该数学表达式子串的值？
3、四则运算有一种特殊情况，除数不为零，这种也必须考虑。

上述三个问题的对应解法：
1、用正则表达式筛选表达式。
2、用递归方法计算，主要优势代码简洁。

3、解法

import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String str = scanner.nextLine();
 
        String longStr = dealWith(str); //找到最长合法数学表达式子串
 
        if (!longStr.isEmpty()) {
            int result = calculate(longStr);
            System.out.println(result);
        } else {
            System.out.println(0);
        }
    }
 
    //判断字符串是否只有数字
    private static boolean isNumber(String str) {
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            if (!Character.isDigit(str.charAt(i))) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
 
    //利用递归方法计算四则运算，这里+和-放在前面是有特殊原因，因为加法和减法的优先级低于乘法和除法
    private static int calculate(String str) {
        if (isNumber(str)) {
            return Integer.parseInt(str);
        }
 
        if (str.contains("+")) {
            int index = str.indexOf("+");
            return calculate(str.substring(0, index)) + calculate(str.substring(index + 1));
        }
 
        if (str.contains("-")) {
            int index = str.indexOf("-");
            return calculate(str.substring(0, index)) - calculate(str.substring(index + 1));
        }
 
        if (str.contains("*")) {
            int index = str.indexOf("*");
            return calculate(str.substring(0, index)) * calculate(str.substring(index + 1));
        }
 
        if (str.contains("/")) {
            int index = str.indexOf("/");
            return calculate(str.substring(0, index)) / calculate(str.substring(index + 1));
        }
        
        return 0;
    }
 
    //借助正则表达式拆出符合要求的表达式
    private static String dealWith(String str) {
        //将除数等于0时，表达式就不是合法的数学表达式，所以可以简单地用a0给替换,注意string是不可变量，所以要用新的变量代替
        String replaceStr = str.replace("/0", "a0");
 
        int max = 0;
        String longStr = "";
        String regex = "\\d+([\\+\\-*/]\\d+)+"; //这个正则表达式的意思：寻找以数字开头，+-*/其中之一紧随其后，而后又是一个数字的一个或者多个模式
 
        Pattern pattern= Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(replaceStr);
 
        while (matcher.find()) {
            String group = matcher.group();
            if (group.length() > max) {
                max = group.length();
                longStr = group;
            }
        }
        
        return longStr;
    }
}
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