力扣224(java)-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。
注意:不允许使用任何将字符串作为数学表达式计算的内置函数，比如 eval() 。
示例 1：
输入：s = "1 + 1"
输出：2
示例 2：
输入：s = " 2-1 + 2 "
输出：3
示例 3：
输入：s = "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"
输出：23
提示：
- 1 <= s.length <= 3 * 105
- s 由数字、'+'、'-'、'('、')'、和 ' ' 组成
- s 表示一个有效的表达式
- '+' 不能用作一元运算(例如， "+1" 和 "+(2 + 3)" 无效)
- '-' 可以用作一元运算(即 "-1" 和 "-(2 + 3)" 是有效的)
- 输入中不存在两个连续的操作符
- 每个数字和运行的计算将适合于一个有符号的 32位 整数
来源：力扣（LeetCode）
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解题思路：
这道题对于现在的我还挺困难的参考三叶姐@宫水三叶的题解，梳理一下这道题的思路
利用双栈来解决：
- 使用栈nums:来存放所有的操作数
- 使用栈ops：来存放所有的操作符
将s中所有的空格去掉，并转换成字符数组，然后从前往后遍历字符，根据遇到的字符来分情况讨论:
- 遇到左括号 ( :就将其加入到ops中，等待与之匹配的右括号 );
- 遇到右括号 )：ops中操作符不为空时，就将栈中已有操作数和操作符进行计算，将计算结果放进nums中，直到遇到与之匹配的最近的左括号停止，弹出左括号；
- 遇到整数：将当前位置开始的连续整数取出，放入nums中；
- 有新的操作符入栈时，先将栈中已有同等级的操作符和操作数进行计算，计算结果放入nums，直到操作符为空或者遇到左括号时，再入栈，后续再进行计算剩下的。
注意点：
1.第一个数可能为负数（-6）：这样第一个操作符可能被认为 '减号',计算时没有前面的数与之计算，可以再最开始就加入一个0，变成 0-6这样结果也正好为-6;
2.为了防止括号内出现的首个字符为运算符，将 (- 替换成 ( 0-， (+ 替换成 (0+。
代码：
1 class Solution { 2 public int calculate(String s) { 3 //定义两个栈，一个用来存放操作数，一个用来存放操作符 4 Deque<Integer> nums = new ArrayDeque<>(); 5 Deque<Character> ops = new ArrayDeque<>(); 6 //为了防止第一个数出现负数,先将操作数栈中加入0 7 nums.addLast(0); 8 //将空格去掉 9 s = s.replaceAll(" ", ""); 10 //将s转换成一个字符数组 11 char[] cs = s.toCharArray(); 12 int n = cs.length; 13 for(int i = 0; i < n; i++){ 14 char c = cs[i]; 15 //如果遇到左括号，就将操作符加入栈中 16 if(c == '('){ 17 ops.addLast(c); 18 }else if(c == ')'){ 19 while(!ops.isEmpty()){ 20 char op = ops.peekLast(); 21 //如果不是左括号，就将括号内的数和操作符进行计算 22 if(op != '('){ 23 calc(nums, ops); 24 }else{ 25 //如果是左括号，就将左括号弹出 26 ops.pollLast(); 27 break; 28 } 29 } 30 }else{ 31 if(isNum(c)){ 32 //定义当前整数 33 int num = 0; 34 int j = i; 35 //从i位开始后面的连续数字整体取出，加入到栈nums中 36 while(j < n && isNum(cs[j])){ 37 num = num * 10 + (int)(cs[j++] - '0'); 38 } 39 nums.addLast(num); 40 i = j - 1; 41 }else{ 42 //将（-和(+ 替换成 (0-和(0+ 43 if(i > 0 && (cs[i-1] == '(' || cs[i-1] == '+' || cs[i-1] == '-')){ 44 nums.addLast(0); 45 } 46 //有新操作符入栈，先把栈内元素算出，直到没有操作符或遇到左括号，再入栈 47 while(!ops.isEmpty() && ops.peekLast() != '('){ 48 calc(nums, ops); 49 } 50 ops.addLast(c); 51 } 52 } 53 } 54 //算剩下的 55 while(!ops.isEmpty()){ 56 calc(nums, ops); 57 } 58 return nums.peekLast(); 59 } 60 61 62 //定义一个方法用于计算 63 void calc(Deque<Integer> nums, Deque<Character> ops){ 64 //如果操作数不足以及无操作符，则无法计算 65 if(nums.isEmpty() || nums.size() < 2) return; 66 if(ops.isEmpty()) return; 67 //取出栈顶元素和操作符进行计算 68 int b = nums.pollLast(), a = nums.pollLast(); 69 char op = ops.pollLast(); 70 nums.addLast(op == '+' ? a+b : a-b); 71 } 72 //判断字符是否为数字 73 boolean isNum(char c){ 74 return Character.isDigit(c); 75 } 76 }
一些注解：
1 if(isNum(c)){ 2 //定义当前整数 3 int num = 0; 4 int j = i; 5 //从i位开始后面的连续数字整体取出，加入到栈nums中 6 while(j < n && isNum(cs[j])){ 7 num = num * 10 + (int)(cs[j++] - '0'); 8 } 9 nums.addLast(num); 10 i = j - 1;
- num = num * 10 + (int)(cs[j++] - '0')：就像取出像23,569这种超过一位数的整数；
- i = j - 1：例如 56+,i从0开始（利用另一个变量j这里来替换一下i），当i为2时就已经不是数字了，整个for循环就结束了，for循环中就会i++,i == 3,就会跳过56后面的加号，所以if这里面就会将i回退一个指向6,后面for循环i++就会刚好到加号的位置。
1 //将（-和(+ 替换成 (0-和(0+ 2 if(i > 0 && (cs[i-1] == '(' || cs[i-1] == '+' || cs[i-1] == '-')){ 3 nums.addLast(0); 4 }
为了规避一些 ‘不合法的计算表达式’，例如 (+5-6) 变成 (0+5-6)
小知识：
Deque双端队列这种数据结构很灵活，即可以满足队列的FIFO(先进先出)特性，又可以满足栈的LIFO(后进先出)特性，那么分别作为队列和栈，Deque类常用的方法：
