栈实现综合计算器（中缀表达式）
栈的特性在上篇中已经介绍，本篇直接讲述实现综合计算器思路。
使用栈完成表达式的计算思路：
1.通过一个index值（索引），来遍历我们的表达式
2.如果我们发现是一个数字，就直接入数栈
3.如果发现当前的符号栈为空，就直接入栈
4.如果栈中有操作符，就进行比较，如果当前的操作符优先级小于或者等于栈中的操作符，就需要从数栈中pop出两个数，再从符号栈中pop出一个符号，进行运算，将得到的结果入数栈，然后将当前的操作符入符号栈，如果当前的操作符优先级大于符号栈中的操作符，就直接入符号栈
5.当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运行。
6.最后在数栈中只有一个数字，就是表达式的结果
图示:
实现代码：
package com.atxihua; public class Calculator { public static void main(String[] args) { //完成如下表达式的计算 String expression="7*2*2-5+1-5+3-4";//结果为18，如何处理多位数计算 //创建两个栈，一个数栈，一个符号栈 ArrayStack2 numStack=new ArrayStack2(10); ArrayStack2 operStack=new ArrayStack2(10); //定义需要相关的相关变量 int index=0;//用于扫描 int num1=0; int num2=0; int oper=0; int res=0; char ch=' ';//用于拼接多位数 String keepNum="";//用于拼接字符，处理多位数 //开始while循环的扫描expression while (true){ //依次得到expression的每一个字符 ch=expression.substring(index,index+1).charAt(0); //判断ch是什么，然后做相应的处理 if(operStack.isOper(ch)){//如果是运算符 //判断当前的符号栈是否为空 if(!operStack.isEmpty()){ //如果符号栈有操作符，就进行比较，如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符 //就需要从数栈中pop出两个数 //在从符号栈中pop出一个符号，进行运算，将得到结果，入数栈，然后将当前的操作符入符号栈 if(operStack.priority(ch)<=operStack.priority(operStack.peek())){ num1=numStack.pop(); num2=numStack.pop(); oper=operStack.pop(); res=numStack.cal(num1,num2,oper); //把运算的结果入数栈 numStack.push(res); //然后将当前的操作栈入符号栈 operStack.push(ch); }else{ //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符，就直接入符号栈 operStack.push(ch); } }else { //如果为空直接入符号栈 operStack.push(ch);//1+3 } }else { //如果是数，直接入数栈 // numStack.push(ch-48);//单位数 /* * 分析思路 * 当处理多位数时，不能发现是一个数就立即入栈，因为他可能是多位数 * 因此我们需要定义一个变量 字符串，用于拼接 * 处理多位数 * */ keepNum+=ch; //如果ch已经是expression的最后一位数，就直接入栈 if(index==expression.length()-1){ numStack.push(Integer.parseInt(keepNum)); }else { //判断下一个字符是不是数字，如果是数字，就继续扫描，如果是运算符，则入栈 //注意看后一位，不是index++ if(operStack.isOper(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))){ //如果后一位是运算符，则入栈keepNum="1"或者“123” numStack.push(Integer.parseInt(keepNum)); //keepNum清空，非常重要 keepNum=""; } } } //让index+1,并判断是否扫描到expression最后 index++; if(index>=expression.length()){ break; } } //当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运行 while (true){ //如果符号栈为空，则计算到最后的结果，数栈中只有一个数字，即为结果 if(operStack.isEmpty()){ break; } num1=numStack.pop(); num2=numStack.pop(); oper=operStack.pop(); res=numStack.cal(num1,num2,oper); numStack.push(res);//将结果入栈 } //将数栈的最后一个数，pop出，就是结果 int res2=numStack.pop(); System.out.println(expression+"="+res2); } } //定义一个ArrayStack2表示栈 class ArrayStack2{ private int maxSize;//栈的大小 private int[] stack;//数组，数组模拟栈，数据放在该数组中 private int top=-1;//top表示栈顶，初始化为-1 //构造器 public ArrayStack2(int maxSize) { this.maxSize = maxSize; stack=new int[this.maxSize]; } //增加一个方法，可以返回当前栈顶的值，但是不是真正的pop public int peek(){ return stack[top]; } //栈满 public boolean isFull(){ return top==maxSize-1; } //栈空 public boolean isEmpty(){ return top==-1; } //入栈-push public void push(int value){ //先判断是否栈满 if(isFull()){ System.out.println("栈满"); return; } top++; stack[top]=value; } //出栈-pop,将栈顶的数据返回 public int pop(){ //先判断栈是否为空 if(isEmpty()){ throw new RuntimeException("栈空，没有数据！！"); } int value=stack[top]; top--; return value; } //显示栈的情况，遍历栈，需要从栈顶开始显示数据 public void list(){ //先判断栈是否为空 if(isEmpty()){ System.out.println("栈空，没有数据！！"); return; } //需要从栈顶开始显示数据 for (int i=top;i>=0;i--){ System.out.println(stack[i]); } } //返回运算符的优先级，优先级是程序员来确定，优先级使用数字表示 //数字越大，则优先级就越高 public int priority(int oper){ if(oper=='*'||oper=='/'){ return 1; }else if(oper=='+'||oper=='-'){ return 0; }else { return -1;//假定目前的表达式只有+，-，*，/ } } //判断是不是一个运算符 public boolean isOper(char val){ return val=='+'||val=='-'||val=='*'||val=='/'; } //计算方法 public int cal(int num1,int num2,int oper){ int res=0;//res用于存放计算的结果 switch (oper){ case '+': res=num1+num2; break; case '-': res=num2-num1;//注意顺序 break; case '*': res=num2*num1; break; case '、': res=num2/num1; break; default: break; } return res; } }
运行结果：
根据上诉思路最终成功实现计算功能。
