[LeetCode in Python] 224 (H) basic calculator 基本计算器
题目:
https://leetcode-cn.com/problems/basic-calculator/
实现一个基本的计算器来计算一个简单的字符串表达式的值。
字符串表达式可以包含左括号 ( ,右括号 ),加号 + ,减号 -,非负整数和空格 。
示例 1:
输入: "1 + 1"
输出: 2
示例 2:
输入: " 2-1 + 2 "
输出: 3
示例 3:
输入: "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"
输出: 23
说明:
你可以假设所给定的表达式都是有效的。
请不要使用内置的库函数 eval。
解题思路
- 本想使用FSM,后来发现也没有这个必要。
- 运算符存在一个栈内,每个元素包含运算符及优先级,
- 数字放在另一个栈内,方便起见,转为整形。
- 每当看到"(",就将当前优先级+1,遇见")"就将优先级-1。
- 将基础运算提炼为一个函数便于多次调用
- 注意扫描到最后时,需要考虑数字是否都入栈了
- 扫描完全部字符,需要挨个将运算符栈里的运算符弹出计算
- 最后结果存在数字栈内,应该只剩一个了
- 因为题目说明不会有无效情况,所以无需考虑异常case
代码
class Solution:
def calculate(self, s: str) -> int:
number = '' # - current number
level = 0 # - current op level
number_stack = [] # - int number stack
op_stack = [] # - element as (op,level)
# - pop 2 numbers and 1 op, and do once calculate
def calc_op():
op, _ = op_stack.pop()
right = number_stack.pop()
left = number_stack.pop()
if op == '+':
number_stack.append(left + right)
elif op == '-':
number_stack.append(left - right)
else:
pass
# - scan chars in s
for c in s:
if '0' <= c <= '9':
# - update number
number += c
else:
# - push number in number_stack
if number:
number_stack.append(int(number))
number = ''
if c in ['+', '-']:
# - check operator level with op_stack[-1],
# - if current level is not greater than op in stack,
# - calculate the op in stack
while op_stack and (op_stack[-1][1] >= level):
calc_op()
# - push current op in op_stack
op_stack.append((c, level))
elif c == '(':
level += 1
elif c == ')':
level -= 1
else:
pass
# - if end with number
if number:
number_stack.append(int(number))
# - check if still has op to calc
while op_stack:
calc_op()
return number_stack[0]
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