棧實現綜合計算器（中綴表達式）
問題提出：
使用棧實現綜合計算器，能夠實現輸入有一個表達式，計算出來表達式最終結果，支持四則運算
實現思路（圖解）：
![在這裏插入圖片描述]()
實現要求：
- 先實現一位數的運算
- 實現多位數的運算：要判斷index下面是否還是一個數字，但是一定一定一定不能夠改變index的值
代碼：
package cn.littleworm.ArrayExperssion;
/*
peek(): 顯示當前棧頂元素，是顯示，不是將這個元素pop出來
priority(int oper):返回運算符的優先級，優先級由程序員來定
isOpera(char oper):判斷是否是一個運算符
cal(int num1,int num2,int oper):計算方法
*/
public class ArrayStrack {
//定義全局屬性：棧頂指針
private int top = -1;
private int maxsize;
private int[] stack;
//創建構造器
public ArrayStrack(int maxsize){ //maxsize是數組的長度
this.maxsize = maxsize;
//創建數組
stack = new int[this.maxsize];
}
//判斷棧是否爲空
public boolean isEmpty(){
return top == -1;
}
//判斷棧是否已滿
public boolean isFull(){
return top == maxsize-1;
}
//壓棧
public void push(int value){
//判斷是否已滿
if (isFull()){
System.out.println("棧已滿");
return;
}
top++;
stack[top] = value;
}
//彈棧
public int pop(){
//判讀是否爲空
if (isEmpty()){
//拋出異常
System.out.println("棧爲空，請先輸入數據");
return 0;
}
//用來接收數據
int value;
value = stack[top];
//將top減一
top--;
return value;
}
//顯示棧中數據
public void showList(){
//判斷棧中是否有數據
if (isEmpty()){
System.out.println("棧爲空，請先輸入數據");
return;
}
//循環遍歷
for (int i=top;i>=0;i--){
System.out.println(stack[i]);
}
}
//顯示棧頂元素，並不是將這個元素pop出去，而是單純的顯示
public int peek(){
return stack[top];
}
//priority():返回運算符的優先級，優先級由程序員來定,數字越大，優先級越高
public int priority(int oper){
if (oper == '*'||oper == '/'){
return 1;
}else if (oper == '+'|| oper == '-'){
return 0;
}else {
return -1;
}
}
// isOpera():判斷是否是一個運算符
public boolean isOpera(char opera){
if (opera == '+'||opera=='-'||opera=='*'||opera=='/'){
return true;
}else {
return false;
}
}
//cal():計算方法
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;
}
return res;
}
}
package cn.littleworm.ArrayExperssion;
/*
實現效果：計算表達式：3+4*2-5；(中綴表達式)
實現思路：
1、有兩個棧，一個用來存放數據，一個用來存放運算符號
2、有一個index（索引）指針，來遍歷我們的表達式
3、當進行掃描時，如果發現是一個數，那麼就直接將數據放到數棧中
4、如果時一個運算符，那麼分成以下幾種情況討論
1、如果符號棧爲空，那麼直接進棧
2、如果符號棧不爲空，對符號進行比較又分爲兩種情況
1、如果當前符號，優先級不大於符號棧中符號的優先級，那麼就從數棧中pop
兩個數，從符號棧中pop一個符號，然後進行運算，將運算獲得的數據push進
數棧中，然後將當前運算符號push進符號棧中
2、如果當前符號，優先級大於符號棧中的優先級，直接將符號push進符號棧
5、當以上步驟進行 完畢之後，依次從數棧和符號棧中取出數據，進行運算，並將結果放到數棧中。
6、最後數棧中只有一個數據，就是最後運行的結果，符號棧中沒有數據
根據以上思路，對於棧（ArrayStrack）需要增加一下擴展方法
peek(): 顯示當前棧頂元素，是顯示，不是將這個元素pop出來
priority(int oper):返回運算符的優先級，優先級由程序員來定
isOpera(char oper):判斷是否是一個運算符
cal(int num1,int num2,int oper):計算方法
*/
public class Calcluator {
public static void main(String[] args) {
//表達式
String expression = "7*2+10/3-5";
//創建兩個棧：一個符號棧，一個數棧
ArrayStrack numStrack = new ArrayStrack(10);
ArrayStrack operStrack = new ArrayStrack(10);
//定義相關變量
int index = 0; //用於掃描表達式
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int oper = 0;
int res = 0;
char ch = ' '; //每次掃描得到的字符都放在ch中
String keepNum = ""; //用來處理多位數
while (true){
//截取表達式字符串，並將截取的字符串轉換成爲char類型數據
ch = expression.substring(index,index+1).charAt(0);
//判斷ch是什麼，在進行相對應的操作
if (operStrack.isOpera(ch)){
//判斷符號棧是否爲空
if (operStrack.isEmpty()){
//直接將符號push進棧中
operStrack.push(ch);
}else {
//如果不爲空
//比較當前運算符與棧中運算符的優先級
if (operStrack.priority(ch)<=operStrack.priority(operStrack.peek())){
//如果當前運算符優先級大於棧中運算符優先級
//分別從數棧和符號棧中取出兩個數和一個運算符
num1 = numStrack.pop();
num2 = numStrack.pop();
oper = operStrack.pop();
//進行計算
res = numStrack.cal(num1,num2,oper);
//將運算的結果壓入棧中
numStrack.push(res);
//將當前的符號壓入棧中
operStrack.push(ch);
}else {
operStrack.push(ch);
}
}
}else { //如果是數字
// numStrack.push(ch-48); //注意對照ASCII碼錶
/*
如果是數字這時又有一個問題：這個數字是一位數字還是多爲數字
所以這時候需要進行判斷：
1、向當前index的位置向後看一位，但並不改變index的值，並不改變index的值，並不改變index的值
2、如果後面一位是一個運算符，就將數據push進數棧中
*/
//將數據拼接到keepNum中
keepNum+=ch;
//判斷index是否是最後一位，如果是最後一位就沒有要判斷下一位的必要了
if (index == expression.length()-1){
numStrack.push(Integer.parseInt(keepNum));
}else {
//判斷index的下一位是否是運算符
if (operStrack.isOpera(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))){
//如果是運算符，就將keepNum轉成int類型並加到數棧中
numStrack.push(Integer.parseInt(keepNum));
//一定要清空keepNum，因爲不清空下一次會繼續拼接
keepNum = "";
}
}
}
//判斷是否到達最後
if (index>=expression.length()-1){
break;
}
index++;
}
//當掃描完畢之後，就按照順序從數棧和符號棧中取出數據和符號，進行運算
while (true){
//當符號棧中的數據爲空的時候，就證明運算到了最後，數棧中只有一個數據，就是最終結果
if (operStrack.isEmpty()){
break;
}
num1 = numStrack.pop();
num2 = numStrack.pop();
oper = operStrack.pop();
res = numStrack.cal(num1, num2, oper);
//數入棧
numStrack.push(res);
}
//最後將數據從數棧中pop出來
int pop = numStrack.pop();
System.out.println(expression+"="+pop);
}
}
