1 #include <string>
2 #include <stack>
3 #include <vector>
4
5 using std::string;
6 using std::vector;
7 using std::stack;
8
9 class Element {
10 public:
11 static Element MakeData(double value_) {return Element(DATA, value_, ' ');}
12 static Element MakeOp(char op) {return Element(OP, 0.0, op);}
13 bool isData() const { return t == DATA; }
14 bool isOp() const { return t == OP; }
15 char getOp() const { return op;}
16 double getValue() const { return value; }
17 int priority() const {
18 if (isOp()) {
19 if (getOp() == '*' || getOp() == '/') {
20 return 2;
21 } else if (getOp() == '+' || getOp() == '-') {
22 return 1;
23 } else if (getOp() == '(' || getOp() == ')') {
24 return 0;
25 }
26 }
27 return -1;
28 }
29 private:
30 enum Type {DATA, OP};
31 Type t;
32 double value;
33 char op;
34 Element(Type t_, double value_, char op_) : t(t_), value(value_), op(op_) {}
35 };
36
37 bool isOp(char c) {
38 return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '(' || c == ')';
39 }
40
41 // 判断当前的 + - 是否为单目操作符 比如 （-3）
42 bool isSign(const string &input, size_t i) {
43 char c = input[i];
44 if (c == '+' || c == '-') {
45 if (i == 0) {
46 return true;
47 }
48 if (input[i - 1] == '(') {
49 return true;
50 }
51 }
52 return false;
53 }
54
55 vector<Element> str2mid(const string &input) {
56 vector<Element> mid;
57 string data;
58 for (size_t i = 0; i < input.length(); i++) {
59 if (isSign(input, i)) {
60 data += input[i];
61 continue;
62 }
63 if (isOp(input[i])) {
64 if (data != "") {
65 mid.push_back(Element::MakeData(std::stod(data)));
66 data = "";
67 }
68 mid.push_back(Element::MakeOp(input[i]));
69 } else if (!isspace(input[i])){
70 data += input[i];
71 }
72 }
73 if (data != "") {
74 mid.push_back(Element::MakeData(std::stod(data)));
75 data = "";
76 }
77 return mid;
78 }
79
80 vector<Element> mid2post(const vector<Element> &mid) {
81 stack<Element> s;
82 vector<Element> post;
83 for (auto it = mid.begin(); it != mid.end(); it++) {
84 if (it->isData()) { // 如果是操作数，直接输出
85 post.push_back(*it);
86 } else if (it->isOp() && it->getOp() == '(') { // 如果是'('直接入栈
87 s.push(*it);
88 } else if (it->isOp() && it->getOp() == ')') { // 如果是')'将栈中'('之后的操作符出栈
89 while(!s.empty() && s.top().getOp() != '(') {
90 post.push_back(s.top());
91 s.pop();
92 }
93 s.pop();
94 } else if (it->isOp()) { // 如果是操作符 出栈直到栈顶优先级低于该操作符，其中'('的优先级最低，然后把该操作符入栈
95 while(!s.empty() && s.top().priority() >= it->priority()) {
96 post.push_back(s.top());
97 s.pop();
98 }
99 s.push(*it);
100 }
101 }
102 while(!s.empty()) { // 栈中元素全部出栈
103 post.push_back(s.top());
104 s.pop();
105 }
106 return post;
107 }
108
109 double calc_post(const vector<Element> &post) {
110 stack<Element> s;
111 for (auto it = post.begin(); it != post.end(); it++) {
112 if (it->isData()) {
113 s.push(*it);
114 } else if (it->isOp()) {
115 double op_2 = s.top().getValue();
116 s.pop();
117 double op_1 = s.top().getValue();
118 s.pop();
119 char op = it->getOp();
120 if (op == '+') {
121 s.push(Element::MakeData(op_1 + op_2));
122 } else if (op == '-') {
123 s.push(Element::MakeData(op_1 - op_2));
124 } else if (op == '*') {
125 s.push(Element::MakeData(op_1 * op_2));
126 } else if (op == '/') {
127 s.push(Element::MakeData(op_1 / op_2));
128 }
129 }
130 }
131 return s.top().getValue();
132 }
133
134 double calc(const std::string &input) {
135 return calc_post(mid2post(str2mid(input)));
136 }
