栈

1、栈的一个实际需求

2、栈的介绍

3、栈的应用场景

4、数组模拟栈

代码实现：

public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试ArrayStack是否正确
        ArrayStack stack = new ArrayStack(3);
        String  key = "";
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop =true;
        while(loop){
            System.out.println("show:显示栈");
            System.out.println("exit:退出程序");
            System.out.println("push:向栈中添加数据");
            System.out.println("pop:从栈中取出数据");

            key=scanner.next();
            switch (key){
                case "show":
                    stack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.print("输入一个数：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    stack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int pop = stack.pop();
                        System.out.printf("从队头取出的元素为：%d",pop);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.printf(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    loop=false;
                    break;
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("程序退出~~");
    }
}

//定义一个ArrayStack表示栈
class ArrayStack{
    private int maxSize; //栈的大小
    private int[] stack;
    private int top =-1; //指向栈顶的指针

    //构造器
    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack =new int[maxSize];
    }

    //栈满
    public boolean isFull(){
        return top==maxSize-1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty(){
        return top==-1;
    }

    //入栈
    public void push(int elem){
        if(isFull()){
            System.out.println("栈已满！不能添加元素");
        }
        stack[++top]=elem;
    }

    //出栈  将栈顶的数据返回
    public int pop(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈为空！");
        }
        return stack[top--];
    }

    //遍历栈
    public void list(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("栈为空！");
        }
        for(int i=top;i>=0;i--){
            System.out.println(stack[i]);
        }
    }
}

 

 

5、栈实现综合计算器

使用栈完成表达式的计算思路

1、通过一个index(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、如果发现扫描到的是一个符号

       3.1 如果当前的符号栈为空，则直接入栈

       3.2 如果符号栈有操作符，就进行比较，如果当前操作符的优先级小于或者等于栈中

的操作符，则需要从数栈中pop出两个数，从符号栈中pop出一个符号，进行运算，将得到

的结果入数栈，将当前的操作符入符号栈；如果当前操作符的优先级大于符号栈中符号，就

直接写入符号栈

4、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

5、最好在数栈中只有一个数字，就是我们的结果

/**
 * @author houChen
 * @date 2020/7/29 22:56
 * @Description:      使用栈实现 计算器
 */
public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        String exp = "7-6-1-8";
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack =new ArrayStack2(10);
        int index=0;
        int num1=0;
        int num2=0;
        int oper =0;
        int res=0;

        char ch=' ';
        while (true){
            ch=exp.substring(index,index+1).charAt(0);
            if(operStack.isOper(ch)){
                if(!operStack.isEmpty()){
                    if(operStack.priority(ch)<=operStack.priority(operStack.pick())){
                        num1= numStack.pop();
                        num2= numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res= operStack.cal(num1,num2,oper);
                        numStack.push(res);
                        operStack.push(ch);
                    }else {
                        operStack.push(ch);
                    }
                }else{
                    operStack.push(ch);
                }
            }else{
                numStack.push(ch-48);
            }
            index++;
            if(index==exp.length()){
                break;
            }
        }

        while (true){
            if(operStack.isEmpty()){
                break;
            }
            num1= numStack.pop();
            num2= numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res= operStack.cal(num1,num2,oper);
            numStack.push(res);

        }
        int res2= numStack.pop();
        System.out.printf("表达式为 %s = %d\t",exp,res2);

    }
}

//定义一个ArrayStack表示栈
class ArrayStack2{
    private int maxSize; //栈的大小
    private int[] stack;
    private int top =-1; //指向栈顶的指针

    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack =new int[maxSize];
    }

    //增加一个方法，返回当前栈顶的元素，但是不出栈
    public int pick(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈为空！");
        }
        return stack[top];
    }


    //栈满
    public boolean isFull(){
        return top==maxSize-1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty(){
        return top==-1;
    }

    //入栈
    public void push(int elem){
        if(isFull()){
            System.out.println("栈已满！不能添加元素");
        }
        stack[++top]=elem;
    }

    //出栈  将栈顶的数据返回
    public int pop(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈为空！");
        }
        return stack[top--];
    }

    //遍历栈
    public void list(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("栈为空！");
        }
        for(int i=top;i>=0;i--){
            System.out.println(stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级
    public int priority(int oper){
        if(oper=='*'||oper=='/'){
            return 1;
        }else if(oper=='+'||oper=='-'){
            return 0;
        }else{
            return -1;
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val){
        return val =='+'||val =='-'||val =='*'||val =='/';
    }

    public int cal(int num1,int num2,int oper){
        int res = 0;
        switch (oper){
            case '+':
                res=num1+num2;
                break;
            case '-':
                res=num2-num1;
                break;
            case '*':
                res=num1*num2;
                break;
            case '/':
                res=num2/num1;
                break;
            default:break;
        }
        return res;
    }

}

 

 

6、前缀表达式，中缀表达式，后缀表达式

1）前缀表达式（波兰表达式）

中缀表达式又称为波兰表达式，前缀表达式的运算符位于操作数之前

(3+4)*5-6 对应的前缀表达式为 - * + 3 4 5 6

 

2）中缀表达式

就是我们平时所写的表达式！

 

3）后缀表达式

后缀表达式又称为逆波兰表达式，运算符位于操作数之后

(3+4)*5-6 对应的后缀表达式为 3 4 + 5* 6 -

代码实现很简单，我就不写了！

 

7、中缀表达式转后缀表达式（未完成）