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227. 基本计算器 II

思路

代码

class Solution {
    // 使用 map 维护一个运算符优先级
    // 这里的优先级划分按照「数学」进行划分即可
    Map<Character, Integer> map = new HashMap<>() {{
        put('-', 1);
        put('+', 1);
        put('*', 2);
        put('/', 2);
        put('%', 2);
        put('^', 3);
    }};

    public int calculate(String s) {
        // 将所有的空格去掉
        s = s.replaceAll(" ", "");
        char[] cs = s.toCharArray();
        int n = s.length();
        // 存放所有的数字
        Stack<Integer> nums = new Stack<>();
        // 为了防止第一个数为负数，先往 nums 加个 0
        nums.push(0);
        // 存放所有「非数字以外」的操作
        Stack<Character> ops = new Stack<>();

        for(int i = 0; i < n; i++){
            char c = cs[i];
            if(c == '('){
                ops.push(c);
            }else if(c == ')'){
                // 计算到最近一个左括号为止
                while(!ops.isEmpty()){
                    if(ops.peek() != '('){
                        calc(nums, ops);
                    }else{
                        ops.pop();
                        break;
                    }
                }
            }else{
                if(Character.isDigit(c)){
                    int u = 0;
                    int j = i;
                    // 将从 i 位置开始后面的连续数字整体取出，加入 nums
                    while(j < n && Character.isDigit(cs[j])){
                        u = u * 10 + (cs[j++] - '0');
                    }
                    nums.push(u);
                    i = j - 1;
                }else{
                    if(i > 0 && (cs[i - 1] == '(' || cs[i - 1] == '+' || cs[i - 1] == '-')){
                        nums.push(0);
                    }
                    // 有一个新操作要入栈时，先把栈内可以算的都算了
                    // 只有满足「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，才进行运算
                    while(!ops.isEmpty() && ops.peek() != '('){
                        char prev = ops.peek();
                        if(map.get(prev) >= map.get(c)){
                            calc(nums, ops);
                        }else{
                            break;
                        }
                    }
                    ops.push(c);
                }
            }
        }
        // 将剩余的计算完
        while(!ops.isEmpty()){
            calc(nums, ops);
        }

        return nums.peek();
    }

    void calc(Stack<Integer> nums, Stack<Character> ops) {
        if(nums.isEmpty() || nums.size() < 2){
            return;
        }
        if(ops.isEmpty()){
            return;
        }

        int b = nums.pop(), a = nums.pop();
        char op = ops.pop();
        int ans = 0;

        if(op == '+'){
            ans = a + b;
        }else if(op == '-'){
            ans = a - b;
        }else if(op == '*'){
            ans = a * b;
        }else if(op == '/'){
            ans = a / b;
        }else if(op == '^'){
            ans = (int) Math.pow(a, b);
        }else if(op == '%'){
            ans = a % b;
        }

        nums.push(ans);
    }
}