Java代码实现逆波兰计算器

Posted 2022-04-21 虫链Java Library

关于逆波兰计算器，需求如下

• 输入一个逆波兰表达式（后缀表达式），使用栈（Stack），计算其结果，只支持对整数的计算即可。

思路分析

后缀表达式又称逆波兰表达式，与前缀表达式相似，只是运算符位于操作数之后。

例如：

$$(3+4)\times 5-6$$

对应的后缀表达式是 3 4 + 5 × 6 -。

后缀表达式的计算机求值过程为从左至右扫描表达式，遇到数字时，将数字压入堆栈，遇到运算符时，弹出栈顶的两个数，用运算符对它们做相应的计算（次顶元素和栈顶元素），并将结果入栈。重复上述过程直到表达式最右端，最后运算得出的值即为表达式的结果。

针对后缀表达式求值步骤如下

1. 从左至右扫描，将3和4压入堆栈。
2. 遇到+运算符，弹出4和3（4为栈顶元素，3为次顶元素），计算出3+4的值，得7，再将7入栈。
3. 将5入栈。
4. 接下来是×运算符，因此弹出5和7，计算出7×5=35，将35入栈。
5. 将6入栈。
6. 最后是-运算符，计算出35-6的值，即29，由此得出最终结果。

代码实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author mengzhichao
 * @create 2022-04-19-9:27
 */
public class PolandNotation 
    public static void main(String[] args) 
        //先定义给逆波兰表达式  (3+4)*5-6 => 3 4 + 5 * 6 - 为了方便，逆波兰表达式的数字和符号使用空格隔开
        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 -";

        //思路
        //1.先将"3 4 + 5 * 6 -"放入ArrayList中
        //2.将ArrayList传递给一个方法，遍历ArrayList配合栈完成计算
        List<String> rpmList = getListString(suffixExpression);
        System.out.println("rpmList:"+rpmList);

        int res =calculate(rpmList);
        System.out.println(""+res);
    

    //将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符，放入到ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression)
        //将 suffixExpression 分割
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list =new ArrayList<>();
        for (String ele:split)
            list.add(ele);
        
        return list;
    

    //完成对逆波兰表达式的运算
    /**
     *     从左至右扫描，将3和4压入堆栈。
     *     遇到+运算符，弹出4和3（4为栈顶元素，3为次顶元素），计算出3+4的值，得7，再将7入栈。
     *     将5入栈。
     *     接下来是×运算符，因此弹出5和7，计算出7×5=35，将35入栈。
     *     将6入栈。
     *     最后是-运算符，计算出35-6的值，即29，由此得出最终结果。
     */
    public static int calculate(List<String> ls)
        //创建栈,只需要一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //遍历 ls
        for (String item:ls)
            //这里使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\\\d+")) //匹配的是多位数
                //入栈
                stack.push(item);
             else 
                //pop出两个数，并运算，再入栈
                int num2 =Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 =Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+"))
                    res = num1 + num2;
                 else if (item.equals("-"))
                    res = num1 - num2;
                else if (item.equals("*"))
                    res = num1 * num2;
                else if (item.equals("/"))
                    res = num1 / num2;
                else 
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                
                //把res入栈
                stack.push(String.valueOf(res));
            
        
        //最后留在stack中的数据就是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    

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