逆波兰表达式
1.后缀表达式
首先将逆波兰的数字和符号分割开来，再通过将后缀表达式放到ArrayList中，然后配合栈来完成计算。
后缀表达式计算结果过程
1.如果是数则直接入栈，通过正则表达式取数（包含多位数）
2.如果是运算符，则先弹出两个数，运算完成后（注意减法和除法后弹出数是被减数/被除数，先弹出的数是减数/除数）再入栈
3.最后留在stack中的数据是运算结果
public static List<String> getListString(String suffixExpression) {
// 将suffixExpression分割，用空格分割
String[] split = suffixExpression.split(" ");
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
for (String ele : split) {
list.add(ele);
}
return list;
}
public static int cal(List<String> list) {
// 创建栈
Stack<String> stack = new Stack<>();
// 遍历list
for (String item : list) {
// 用正则表达式取数
if (item.matches("\\d+")) {//d+表示1-*的0-9的数字，匹配多位数
// 入栈
stack.push(item);
} else {
// 是运算符，则pop出两个数，运算后再入栈
int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
int res = 0;
if (item.equals("+")) {
res = num1 + num2;
} else if (item.equals("-")) {
res = num2 - num1;//后pop的数是被减数，先pop的是减数
} else if (item.equals("*")) {
res = num1 * num2;
} else if (item.equals("/")) {
res = num2 / num1;
} else {
throw new RuntimeException("运算符有误！");
}
// 将res入栈
stack.push(res + "");
}
}
// 最后留在stack中的数据是运算结果
return Integer.parseInt(stack.pop());
}
测试
// 定义逆波兰表达式
// 逆波兰式的数字和符号使用空格隔开
String suffixExpression = "30 4 + 5 * 6 -";
// 将suffixExpression放到ArrayList中
// 将ArrayList传递给一个方法，遍历ArrayList配合栈完成计算
List<String> rpnString = getListString(suffixExpression);
System.out.println(rpnString);
System.out.println("计算结果：" + cal(rpnString));
2.中缀表达式=》后缀表达式
// 将中缀表达式转成对应的list
public static List<String> toInfixExpression(String s) {
// 定义一个list 存放中缀表达式对应的内容
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
int i = 0;//用于遍历中缀表达式字符串，i指针
String str;//用于多位数的拼接
char ch;//每遍历到一个字符，就放到ch中
do {
// 如果c是一个非数字，就需要加入到list中
if ((ch = s.charAt(i)) < 48 || (ch = s.charAt(i)) > 57) {
list.add("" + ch);
i++;//i需要后移
} else {//如果是一个数，考虑多位数
str = "";//先将str置成空串 '0'48->'9'57
while (i < s.length() && (ch = s.charAt(i)) >= 48 && (ch = s.charAt(i)) <= 57) {
str += ch;//拼接
i++;
}
list.add(str);
}
} while (i < s.length());
return list;
}
// 将得到的中缀表达式对应的list=》后缀表达式对应的list
public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> list) {
// 定义一个符号栈
Stack<String> symbolStack = new Stack<>();
// 因为另外一个栈，在整个转换过程中，没有pop操作，用栈的话还要逆序输出
// 为了方便直接使用List<String>
ArrayList<String> numStack = new ArrayList<>();
// 遍历list
for (String item : list) {
// 若为数，加入numStack
if (item.matches("\\d+")) {
numStack.add(item);
} else if (item.equals("(")) {
symbolStack.push(item);
} else if (item.equals(")")) {
// 如果为右括号“）”,则依次弹出symbolStack的运算符，并压入numStack，
// 直到遇到左括号为止，此时将这一对括号丢弃
while (!symbolStack.peek().equals("(")) {
numStack.add(symbolStack.pop());
}
symbolStack.pop();//将(弹出symbolStack，消除小括号
} else {
// 当item的优先级小于等于symbolStack栈顶运算符，将symbolStack栈顶的运算符弹出并加入到numStack中
// 再次转会与symbolStack中的新的栈顶比较，symbolStack为空直接将item压入到symbolStack
while (symbolStack.size() != 0 && Operation.getValue(symbolStack.peek()) >= Operation.getValue(item)) {
numStack.add(symbolStack.pop());
}
// symbolStack为空直接将item压入到symbolStack
symbolStack.push(item);
}
}
// 将symbolStack剩下的运算符依次弹出并加入到numStack
while (symbolStack.size() != 0)
numStack.add(symbolStack.pop());
return numStack;
}
测试
// 完成对中缀表达式转成后缀表达式的功能
// 先将1+((2+3)*4)-5=》中缀的表达式对应的list
// 即1+((2+3)*4)-5=》ArrayList[1, +, (, (, 2, +, 3, ), *, 4, ), -, 5]
String expression = "1+((2+3)*4)-5";
List<String> list = toInfixExpression(expression);
System.out.printf("中缀的表达式对应的list: \n%s==》%s \n", expression, list);
System.out.printf("后缀表达式对应的list:\n %s =》%s ", list, parseSuffixExpressionList(list));