java中應用Stack進行算術運算的操作
更新時間：2021年03月02日 15:11:40 作者：程序猿不脫發(fā)2
這篇文章主要介紹了java中應用Stack進行算術運算的操作，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧
java.util.stack，繼承自Vector
FILO, 適合帶有小括號的算術運算
import java.util.Stack;
/**
* 利用棧，進行四則運算的類
* 用兩個棧來實現(xiàn)算符優(yōu)先，一個棧用來保存需要計算的數據numStack,一個用來保存計算優(yōu)先符priStack
*
* 基本算法實現(xiàn)思路為：用當前取得的運算符與priStack棧頂運算符比較優(yōu)先級：若高于，則因為會先運算，放入棧頂；
* 若等于，因為出現(xiàn)在后面，所以會后計算，所以棧頂元素出棧，取出操作數運算；
* 若小于，則同理，取出棧頂元素運算，將結果入操作數棧。各個優(yōu)先級'(' > '*' = '/' > '+' = '-' > ')'
*
*/
public class Operate {
private Stack<Character> priStack = new Stack<Character>();// 操作符棧
private Stack<Integer> numStack = new Stack<Integer>();;// 操作數棧
/**
* 傳入需要解析的字符串，返回計算結果(此處因為時間問題，省略合法性驗證)
* @param str 需要進行技術的表達式
* @return 計算結果
*/
public int caculate(String str) {
// 1.判斷string當中有沒有非法字符
String temp;// 用來臨時存放讀取的字符
// 2.循環(huán)開始解析字符串，當字符串解析完，且符號棧為空時，則計算完成
StringBuffer tempNum = new StringBuffer();// 用來臨時存放數字字符串(當為多位數時)
StringBuffer string = new StringBuffer().append(str);// 用來保存，提高效率
while (string.length() != 0) {
temp = string.substring(0, 1);
string.delete(0, 1);
// 判斷temp，當temp為操作符時
if (!isNum(temp)) {
// 1.此時的tempNum內即為需要操作的數，取出數，壓棧，并且清空tempNum
if (!"".equals(tempNum.toString())) {
// 當表達式的第一個符號為括號
int num = Integer.parseInt(tempNum.toString());
numStack.push(num);
tempNum.delete(0, tempNum.length());
}
// 用當前取得的運算符與棧頂運算符比較優(yōu)先級：若高于，則因為會先運算，放入棧頂；若等于，因為出現(xiàn)在后面，所以會后計算，所以棧頂元素出棧，取出操作數運算；
// 若小于，則同理，取出棧頂元素運算，將結果入操作數棧。
// 判斷當前運算符與棧頂元素優(yōu)先級，取出元素，進行計算(因為優(yōu)先級可能小于棧頂元素，還小于第二個元素等等，需要用循環(huán)判斷)
while (!compare(temp.charAt(0)) && (!priStack.empty())) {
int a = (int) numStack.pop();// 第二個運算數
int b = (int) numStack.pop();// 第一個運算數
char ope = priStack.pop();
int result = 0;// 運算結果
switch (ope) {
// 如果是加號或者減號，則
case '+':
result = b + a;
// 將操作結果放入操作數棧
numStack.push(result);
break;
case '-':
result = b - a;
// 將操作結果放入操作數棧
numStack.push(result);
break;
case '*':
result = b * a;
// 將操作結果放入操作數棧
numStack.push(result);
break;
case '/':
result = b / a;// 將操作結果放入操作數棧
numStack.push(result);
break;
}
}
// 判斷當前運算符與棧頂元素優(yōu)先級， 如果高，或者低于平，計算完后，將當前操作符號，放入操作符棧
if (temp.charAt(0) != '#') {
priStack.push(new Character(temp.charAt(0)));
if (temp.charAt(0) == ')') {// 當棧頂為'('，而當前元素為')'時，則是括號內以算完，去掉括號
priStack.pop();
priStack.pop();
}
}
} else
// 當為非操作符時（數字）
tempNum = tempNum.append(temp);// 將讀到的這一位數接到以讀出的數后(當不是個位數的時候)
}
return numStack.pop();
}
/**
* 判斷傳入的字符是不是0-9的數字
*
* @param str
* 傳入的字符串
* @return
*/
private boolean isNum(String temp) {
return temp.matches("[0-9]");
}
/**
* 比較當前操作符與棧頂元素操作符優(yōu)先級，如果比棧頂元素優(yōu)先級高，則返回true，否則返回false
*
* @param str 需要進行比較的字符
* @return 比較結果 true代表比棧頂元素優(yōu)先級高，false代表比棧頂元素優(yōu)先級低
*/
private boolean compare(char str) {
if (priStack.empty()) {
// 當為空時，顯然 當前優(yōu)先級最低，返回高
return true;
}
char last = (char) priStack.lastElement();
// 如果棧頂為'('顯然，優(yōu)先級最低，')'不可能為棧頂。
if (last == '(') {
return true;
}
switch (str) {
case '#':
return false;// 結束符
case '(':
// '('優(yōu)先級最高,顯然返回true
return true;
case ')':
// ')'優(yōu)先級最低，
return false;
case '*': {
// '*/'優(yōu)先級只比'+-'高
if (last == '+' || last == '-')
return true;
else
return false;
}
case '/': {
if (last == '+' || last == '-')
return true;
else
return false;
}
// '+-'為最低，一直返回false
case '+':
return false;
case '-':
return false;
}
return true;
}
public static void main(String args[]) {
Operate operate = new Operate();
int t = operate.caculate("(3+4*(4*10-10/2)#");
System.out.println(t);
}
}
補充：java stack實現(xiàn)的中綴簡單四則運算表達式計算
我就廢話不多說了，大家還是直接看代碼吧~
public abstract class Stack<T> {
public abstract boolean isEmpty();
public abstract boolean isFull();
public abstract T top();
public abstract boolean push(T x);
public abstract T pop();
public abstract void clear();
}
public class SeqStack<T> extends Stack<T> {
private Object[] elementData;
private int maxTop;
private int top;
public SeqStack(int size) {
this.maxTop = size - 1;
elementData = new Object[size];
top = -1;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return top == -1;
}
@Override
public boolean isFull() {
return top == maxTop - 1;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
public T top() {
if (top == -1) {
System.out.println("Empty");
return null;
}
return (T) elementData[top];
}
@Override
public boolean push(T x) {
if (top == maxTop) {
System.err.println("Full");
return false;
}
elementData[++top] = x;
return true;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
public T pop() {
if (top == -1) {
System.err.println("Empty");
return null;
}
T result = (T)elementData[top];
elementData[top] = null; //gc
top--;
return result;
}
@Override
public void clear() {
//let gc do its work
for(int i = 0; i < top+1; i++) {
elementData[i] = null;
}
top = -1;
}
}
public class StackCalc {
private SeqStack<Integer> stack;
public StackCalc(int maxSize) {
stack = new SeqStack<Integer>(maxSize);
}
private void pushOperand(Integer number) {
stack.push(number);
}
private Number doOperate(char oper) {
Integer right = stack.pop();
Integer left = stack.pop();
Integer result = null;
if (left != null && right != null) {
switch (oper) {
case '+':
result = left.intValue() + right.intValue();
break;
case '-':
result = left.intValue() - right.intValue();
break;
case '*':
result = left.intValue() * right.intValue();
break;
case '/':
if (right.intValue() == 0) {
System.err.println("Divide by 0");
}
result = left.intValue() / right.intValue();
break;
default:
break;
}
}
stack.push(result);
return result;
}
private int icp(char c) {
switch (c) {
case '#':
return 0;
case '(':
return 7;
case '*':
return 4;
case '/':
return 4;
case '+':
return 2;
case '-':
return 2;
case ')':
return 1;
default:
return -1;
}
}
private int isp(int c) {
switch (c) {
case '#':
return 0;
case '(':
return 1;
case '*':
return 5;
case '/':
return 5;
case '+':
return 3;
case '-':
return 3;
case ')':
return 7;
default:
return -1;
}
}
public String transfer(String expression) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
SeqStack<Character> stack = new SeqStack<Character>(expression.length());
stack.push('#');
for (int i = 0; i < expression.length(); i++) {
Character c = expression.charAt(i);
if ('0' <= c && c <= '9' || 'a' <= c && c <= 'z' ||
'A' <= c && c <= 'Z') { // digit character
sb.append(c);
} else { // 操作符
if (icp(c) > isp(stack.top())) { // 進棧
stack.push(c);
} else { // 出棧
if (c == ')') {
char ch = stack.pop();
while (ch != '(') {
sb.append(ch);
ch = stack.pop();
}
} else {
char ch = stack.pop();
while (icp(c) <= isp(ch)) {
sb.append(ch);
ch = stack.pop();
}
stack.push(ch);
stack.push(c);
}
}
}
} // end of for
char ch = stack.pop();
while (ch != '#') {
sb.append(ch);
ch = stack.pop();
}
stack.clear();
return sb.toString();
}
public Integer calc(String expression) {
expression = transfer(expression);
for (int i = 0; i < expression.length(); i++) {
char c = expression.charAt(i);
switch (c) {
case '+':
case '-':
case '*':
case '/':
doOperate(c);
break;
default:
pushOperand(new Integer(c + ""));
break;
}
}
return stack.pop();
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
StackCalc calc = new StackCalc(10);
System.out.println(calc.calc("6/(4-2)+3*2"));
}
}
以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。
相關文章
在軟件開發(fā)中,隊列（Queue）是一種常見的數據結構,其特點是先進先出（FIFO,First In First Out）,FIFO 隊列在生產者-消費者模型、任務調度、緩沖區(qū)管理等場景中具有廣泛的應用,本文給大家介紹了Java實現(xiàn)FIFO功能的完整代碼實踐,需要的朋友可以參考下2025-03-03
這篇文章主要為大家詳細介紹了Java集合系列之LinkedHashMap源碼分析，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2018-02-02
這篇文章介紹了Java設計模式之解釋器模式，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2022-10-10
圖片內容一般無法編輯,如果想要讀取圖片中的文本,我們需要用到OCR工具,本文將介紹如何在Java中實現(xiàn)OCR識別讀取圖片中的文字,文中通過代碼示例介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下2024-04-04
下面小編就為大家?guī)硪黄狫ava泛型類型通配符和C#對比分析。小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在就分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2016-10-10
這篇文章主要介紹了Java調用Shell命令的方法,實例分析了java調用shell命令的相關技巧,具有一定參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2015-07-07
這篇文章主要介紹了JavaWeb中Servlet的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2021-04-04
這篇文章主要介紹了IDEA的崛起自己定義快捷生成代碼塊的詳細步驟,本文通過圖文并茂的形式給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2020-12-12
這篇文章主要介紹了SpringMVC中的常用注解源碼及解析,SpringMVC是一種基于Java的Web框架,它使用了許多注解來簡化開發(fā)過程,本文列舉了一些常用的注解,需要的朋友可以參考下2023-10-10
這篇文章主要介紹了Jmeter分布式壓力測試實現(xiàn)過程詳解,文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友可以參考下2020-09-09