力扣第150题 逆波兰表达式求值 stack c++
题目
中等
给你一个字符串数组 tokens
,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。
请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。
注意:
- 有效的算符为
'+'
、'-'
、'*'
和'/'
。 - 每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。
- 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
- 表达式中不含除零运算。
- 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
- 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。
示例 1:
输入:tokens = ["2","1","+","3","*"] 输出:9 解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9
示例 2:
输入:tokens = ["4","13","5","/","+"] 输出:6 解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6
示例 3:
输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"] 输出:22 解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为: ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5 = ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5 = ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5 = ((10 * 0) + 17) + 5 = (0 + 17) + 5 = 17 + 5 = 22
提示:
1 <= tokens.length <= 104
tokens[i]
是一个算符("+"
、"-"
、"*"
或"/"
),或是在范围[-200, 200]
内的一个整数
逆波兰表达式:
逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。
- 平常使用的算式则是一种中缀表达式,如
( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 )
。 - 该算式的逆波兰表达式写法为
( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * )
。
逆波兰表达式主要有以下两个优点:
- 去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成
1 2 + 3 4 + *
也可以依据次序计算出正确结果。 - 适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中
思路和解题方法
首先,我们创建一个栈
stk
用于存储数字。然后遍历字符串数组tokens
中的每一个元素。如果当前元素是数字,我们将其转换为整数并将其压入栈
stk
中。如果当前元素是操作符,我们从栈
stk
中弹出两个元素进行计算,并将计算结果压入栈stk
中。最后,栈顶元素即为逆波兰表达式的计算结果,将其返回即可。
在实现过程中,我们使用一个辅助函数
isNumber()
,通过判断当前元素是否为运算符来确定相应的操作。
复杂度
时间复杂度:
O(n)
空间复杂度均为 O(n),其中 n 是字符串数组
tokens
的长度。
空间复杂度
O(n)
空间复杂度为 O(n)。
c++ 代码
class Solution {
public:
int evalRPN(vector<string>& tokens) {
stack<int> stk; // 创建一个栈用于存储数字
int n = tokens.size(); // 获取字符串数组的长度
for (int i = 0; i < n; i++) { // 遍历字符串数组中的每一个元素
string& token = tokens[i];
if (isNumber(token)) { // 如果当前元素是数字
stk.push(atoi(token.c_str())); // 将其转换为整数并压入栈中
} else { // 如果当前元素是操作符
int num2 = stk.top(); // 从栈中弹出第二个数字
stk.pop();
int num1 = stk.top(); // 从栈中弹出第一个数字
stk.pop();
switch (token[0]) { // 根据操作符进行计算并将结果压入栈中
case '+':
stk.push(num1 + num2);
break;
case '-':
stk.push(num1 - num2);
break;
case '*':
stk.push(num1 * num2);
break;
case '/':
stk.push(num1 / num2);
break;
}
}
}
return stk.top(); // 返回栈顶元素作为逆波兰表达式的计算结果
}
bool isNumber(string& token) { // 判断当前元素是否是数字
return !(token == "+" || token == "-" || token == "*" || token == "/");
}
};
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