【备战蓝桥杯】 算法·每日一题（详解+多解）-- day12
✨博主介绍
计算器问题的双栈通用解法
题目
解题思路
💫点击直接资料领取💫
✨博主介绍
🌊 作者主页：苏州程序大白
🌊 作者简介：🏆CSDN人工智能域优质创作者🥇，苏州市凯捷智能科技有限公司创始之一，目前合作公司富士康、歌尔等几家新能源公司
💬如果文章对你有帮助，欢迎关注、点赞、收藏
💅 有任何问题欢迎私信，看到会及时回复
💅关注苏州程序大白，分享粉丝福利
计算器问题的双栈通用解法
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。
示例 1：
输入：s = “(1+(4+5+2)-3)+(6+8)”
输出：23
示例 2：
输入：s = “ 3+5 / 2 “
输出：5
注意： 这一类题有多种变式，如 `224 `. 基本计算器 中表达式只含有 `+`, ` - ` 和 `() `， `227 `。 基本计算器 `II ` 中含有 `+ `, `- `, *, ` / `， `772 `. 基本计算器 `III ` 中含有 ` + `, `-, ` `* `, `/ ` 以及 `() `。 介绍的双栈通用解法适用于以上所有题目。
解题思路
首先创建两个栈nums和 ops，分别存放表达式中的数字和操作符。
然后从前往后遍历表达式，对于遍历到的字符做分类讨论。
空格：跳过
(：加入到 ops 中，等待与之匹配的 )
)：使用现有的 nums 和 ops 进行计算，直到遇到左边最近的一个左括号为止，计算结果放回到 nums。
数字 : 从当前位置开始继续往后取，将整一个连续数字整体取出，加入 nums。
运算符：加入到 ops 中。在加入之前先把栈内可以算的都算掉（只有「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，才进行运算），使用现有的 nums 和ops进行计算，直到没有操作或者遇到左括号，计算结果放到 nums。
其中， 只有「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，才进行运算 的意思是：假设当前已经扫描到了 2 + 1（此时栈内的操作为 + ）。
如果后面出现的+ 2 或者- 1 的话，满足「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，可以将 2 + 1 算掉，把结果放到 nums 中；
如果后面出现的是* 2或者/ 1的话，不满足「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，这时候不能计算 2 + 。
一些细节：
由于第一个数可能是负数，为了减少边界判断。一个小技巧是先往 nums 添加一个0为防止()内出现的首个字符为运算符，将所有的空格去掉，并将 (- 替换为 (0-，(+ 替换为 (0+（当然也可以不进行这样的预处理，将这个处理逻辑放到循环里去做）。
class Solution { public int calculate(String s) { // 使用一个 Map 来维护运算符的优先级 Map<Character, Integer> map = new HashMap<>(); map.put('-', 1); map.put('+', 1); map.put('*', 2); map.put('/', 2); ArrayDeque<Integer> nums = new ArrayDeque<>(); ArrayDeque<Character> ops = new ArrayDeque<>(); // 防止第一个字符是负号，现在 nums 中添加一个 0 nums.addLast(0); // 去掉所有空格 s = s.replace(" ", ""); char[] cs = s.toCharArray(); for (int i = 0; i < cs.length; i++) { char c = cs[i]; if (c == '(') { ops.addLast(c); } else if (c == ')') { // 运算 直到碰到与之对应的 ( while (ops.peekLast() != '(') { calc(nums, ops); } // 运算完将 ( 弹出 ops.pollLast(); } else if (isNum(c)) { int sum = 0; int j = i; // 将数字整体取出 while (j < cs.length && isNum(cs[j])) { sum = sum * 10 + (cs[j] - '0'); j++; } nums.addLast(sum); // 遍历下标前移 i = j - 1; } else { // 在特殊情况 (- 或 (+ 中加上 0 if (i > 0 && cs[i - 1] == '(') { nums.addLast(0); } // 将运算符加入 ops 前先把能算的算完 while (!ops.isEmpty() && ops.peekLast() != '(') { char prev = ops.peekLast(); // 判断上一个运算符与当前的优先级关系 if (map.get(prev) >= map.get(c)) { calc(nums, ops); } else { break; } } // 将运算符加入 ops ops.addLast(c); } } // 遍历结束 完成剩余运算 while (!ops.isEmpty()) { calc(nums, ops); } return nums.peekLast(); } void calc(ArrayDeque<Integer> nums, ArrayDeque<Character> ops) { // 数字数量小于 2 或运算符数量等于 0，不进行运算 if (nums.size() < 2) return; if (ops.isEmpty()) return; // 弹出两个数字 int b = nums.pollLast(); int a = nums.pollLast(); // 弹出一个运算符 char o = ops.pollLast(); int c = 0; if (o == '-') { c = a - b; } else if (o == '+') { c = a + b; } else if (o == '*') { c = a * b; } else { c = a / b; } // 计算结果放回 nums nums.addLast(c); } boolean isNum(char c) { return Character.isDigit(c); } }
