Java字符串运算式
- 一般的字符串运算式中有 + - * / 或者加上括号 还有 % ^ ,这时候就需要考虑运算优先级,还有括号优先级。
- 先说运算优先级,加减乘除 求余 幂 都有等级,索性就使用一个Map来存放优先级,key为运算符,value为优先级,例如:
//一般作为全局变量
Map<Character, Integer> map = new HashMap<>(){{
put('-', 1);
put('+', 1);
put('*', 2);
put('/', 2);
put('%', 2);
put('^', 3);
}};
这样子就方便判断运算符的优先级了。
- 处理这种问题一般使用双栈,一个用来压数字,一个用来压运算符。在做运算的时候一个一个对应着取出来。最先判断的是括号,在压入括号的时候就很重要。
- 如果碰到左括号" ( ",就直接压入运算符的栈。
- 如果是右括号 " ) ",就要让他找到最近的一个左括号,前提是运算符栈不是空的,然后就开始出栈运算直到碰到最近的左括号 " ( ",因为括号内运算优先嘛,计算的结果再压入数字的栈内。
接下来就是判断是运算符还是数字:
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
Deque<Integer> nums = new ArrayDeque<>();
// 为了防止第一个数为负数,先往 nums 加个 0
nums.addLast(0);
// 存放所有「非数字以外」的操作
Deque<Character> ops = new ArrayDeque<>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
char c = cs[i];
if (c == '(') {
ops.addLast(c);
} else if (c == ')') {
// 计算到最近一个左括号为止
while (!ops.isEmpty()) {
if (ops.peekLast() != '(') {
calc(nums, ops);
} else {
ops.pollLast();
break;
}
}
} else {
if (isNumber(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 && isNumber(cs[j])) u = u * 10 + (cs[j++] - '0');
nums.addLast(u);
i = j - 1;
} else {
if (i > 0 && (cs[i - 1] == '(' || cs[i - 1] == '+' || cs[i - 1] == '-')) {
nums.addLast(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.peekLast() != '(') {
char prev = ops.peekLast();
if (map.get(prev) >= map.get(c)) {
calc(nums, ops);
} else {
break;
}
}
ops.addLast(c);
}
}
}
// 将剩余的计算完
while (!ops.isEmpty()) calc(nums, ops);
return nums.peekLast();
}
void calc(Deque<Integer> nums, Deque<Character> ops) {
if (nums.isEmpty() || nums.size() < 2) return;
if (ops.isEmpty()) return;
int b = nums.pollLast(), a = nums.pollLast();
char op = ops.pollLast();
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.addLast(ans);
}
boolean isNumber(char c) {
return Character.isDigit(c);
}
}
2、给表达式添加运算符,得到Target目标值。
这是Leetcode.282这题。用普通DFS就OK,有想到先遍历出所有的字符串运算式,然后带入上面那种解法,但是不行,回TLE超时,得换思路。
这种思路得考虑到数字前的符号是啥,建议看题解。