关于力扣150题目——逆波兰表达式求值Java实现的三种解法

题目介绍

逆波兰表达式是一种后缀表达式，其运算符位于操作数之后。力扣150题目要求我们实现一个函数，计算给定逆波兰表达式的值。本文将介绍三种不同的Java实现方法来解决这个问题。

解法一：使用栈

这是最直观和常见的解法，使用栈来存储操作数，并在遇到运算符时从栈中弹出操作数进行计算，然后将结果压入栈中。以下是具体实现：

import java.util.*;

public class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        
        for (String token : tokens) {
            if (token.equals("+")) {
                int num2 = stack.pop();
                int num1 = stack.pop();
                stack.push(num1 + num2);
            } else if (token.equals("-")) {
                int num2 = stack.pop();
                int num1 = stack.pop();
                stack.push(num1 - num2);
            } else if (token.equals("*")) {
                int num2 = stack.pop();
                int num1 = stack.pop();
                stack.push(num1 * num2);
            } else if (token.equals("/")) {
                int num2 = stack.pop();
                int num1 = stack.pop();
                stack.push(num1 / num2);
            } else {
                stack.push(Integer.parseInt(token));
            }
        }
        
        return stack.pop();
    }
}

解法二：使用数组模拟栈

由于逆波兰表达式求值只需要后进先出的特性，我们也可以使用数组来模拟栈的操作，从而避免使用Java的Stack类。这种方法可以稍微提高一点性能，因为省去了Stack类的一些操作开销。以下是实现代码：

public class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        int[] stack = new int[tokens.length];
        int index = 0;
        
        for (String token : tokens) {
            switch (token) {
                case "+":
                    stack[index - 2] += stack[--index];
                    break;
                case "-":
                    stack[index - 2] -= stack[--index];
                    break;
                case "*":
                    stack[index - 2] *= stack[--index];
                    break;
                case "/":
                    stack[index - 2] /= stack[--index];
                    break;
                default:
                    stack[index++] = Integer.parseInt(token);
                    break;
            }
        }
        
        return stack[0];
    }
}

解法三：使用递归和指针

这种解法使用递归来实现逆波兰表达式的求值，通过一个指针来遍历表达式数组，每次递归处理一个运算符或操作数，直至整个表达式求值完成。以下是实现代码：

public class Solution {
    int index = 0;
    
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        index = tokens.length - 1;
        return eval(tokens);
    }
    
    private int eval(String[] tokens) {
        String token = tokens[index--];
        if (token.equals("+")) {
            return eval(tokens) + eval(tokens);
        } else if (token.equals("-")) {
            return eval(tokens) - eval(tokens);
        } else if (token.equals("*")) {
            return eval(tokens) * eval(tokens);
        } else if (token.equals("/")) {
            return eval(tokens) / eval(tokens);
        } else {
            return Integer.parseInt(token);
        }
    }
}

总结

以上三种解法都能有效地求解逆波兰表达式的值，它们各有优劣。第一种解法最为直观和常见，第二种解法省去了使用Stack类的开销，第三种解法则使用了递归的方法，较为巧妙。在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的实现方式来达到更好的性能和可读性。

希望本文能够帮助读者更深入理解逆波兰表达式求值的问题及其解决方法。

这篇文章覆盖了三种不同的逆波兰表达式求值解法，希望对你有所帮助！