力扣224.基本计算器(困难)
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。
解题思路
我们可以使用两个栈 nums 和 ops 。
nums : 存放所有的数字
ops :存放所有的数字以外的操作,+/- 也看做是一种操作
然后从前往后做,对遍历到的字符做分情况讨论:空格 : 跳过
( : 直接加入 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
+/- : 需要将操作放入 ops 中。在放入之前先把栈内可以算的都算掉,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
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)
代码
class Solution {
public int calculate(String s) {
// 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);
// 将所有的空格去掉
s = s.replaceAll(" ", "");
// 存放所有的操作,包括 +/-
Deque<Character> ops = new ArrayDeque<>();
int n = s.length();
char[] cs = s.toCharArray();
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()) {
char op = ops.peekLast();
if (op != '(') {
calc(nums, ops);
} else {
ops.pollLast();
break;
}
}
} else {
if (isNum(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 && isNum(cs[j])) u = u * 10 + (int)(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
while (!ops.isEmpty() && ops.peekLast() != '(') calc(nums, ops);
ops.addLast(c);
}
}
}
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();
nums.addLast(op == '+' ? a + b : a - b);
}
boolean isNum(char c) {
return Character.isDigit(c);
}
}
小问题:数值和运算符分别存储在各自的栈中,这个我想到了,在数字的栈底压入0防止-2+3的情况,我也想到了。
主要没解决的问题:没有括号时的顺序运算,想过一个办法,把数字和运算符全都出栈压入另一个栈里,失败了的原因:-2+3情况不允许。没考虑到的12+32问题,还需要把连续的数字字符串转成数值,烦!!!写不了一点
题解里是能算尽算,压栈之前把能算的都算了,这样计算顺序就对了,不然计算顺序都是错的,还考虑到了'('里第一位是-2,人家直接转成(0-2把左括号和0-压栈了,打不过