Java实现表达式计算求值

问题描述

　　输入一个只包含加减乖除和括号的合法表达式，求表达式的值。其中除表示整除。

输入格式

　　输入一行，包含一个表达式。

输出格式

　　输出这个表达式的值。

样例输入

1-2+3*(4-5)

样例输出

-4

数据规模和约定

　　表达式长度不超过100，表达式运算合法且运算过程都在int内进行。

package com.liuzhen.systemExe;

import java.util.Scanner;

import java.util.Stack;

public class Main{

    //计算表达式的值

    public void getExpressionValue(String A){

        char[] arrayA = A.toCharArray();

        Stack<Integer> Value = new Stack<Integer>();      //存放运算数字及表达式计算结果

        Stack<Character> Operator =  new Stack<Character>();   //存放运算符

        for(int i = 0;i < A.length();i++){

            int temp = 0;

            if(arrayA[i] >= '0' && arrayA[i] <= '9'){

                temp = arrayA[i] - '0';

                i = i + 1;

                while(i < A.length() && arrayA[i] >= '0' && arrayA[i] <= '9'){

                    temp = temp * 10 + (arrayA[i] - '0');

                    i++;

                }

                i--;     //对应上面一句i = i+1;因为在for循环中有i++自增操作，若不执行此句，会导致i自增两次

                Value.push(temp);

            }

            else{

                if(Operator.empty()){

                   Operator.push(arrayA[i]);

                }

                else{

                    char temp1 = Operator.pop();   //进栈前，存放运算符栈中栈顶存放字符

                    int judge = comparePriority(temp1,arrayA[i]);  //比较当前字符与栈顶字符优先级

                    if(judge == 1){           //当前字符优先级小于栈顶字符

                        int tempA = Value.pop();

                        int tempB = Value.pop();

                        int result = computeNumber(tempB,tempA,temp1);

                        Value.push(result);

                        Operator.push(arrayA[i]);

                    }

                    if(judge == 0){           //当前字符优先级大于栈顶字符

                        Operator.push(temp1);

                        Operator.push(arrayA[i]);

                    }

                    if(judge == 2){  //字符')'遇到'('，刚好使得'('出栈

                        System.out.println("'('刚好遇到')'");   //这种情况也应该不会出现，按照给定优先级，')'一般会先遇到+、-、*、/字符

                    }

                    if(judge == 3){   //此时')'刚好准备进栈

                        while(temp1 != '('){          //')'字符要等到第一个'('出栈才能结束循环

                            //System.out.println(temp1);

                            int tempA = Value.pop();

                            int tempB = Value.pop();

                            int result = computeNumber(tempB,tempA,temp1);

                            Value.push(result);

                            temp1 = Operator.pop();

                        }

                    }

                    if(judge == -1){    //此时，说明当前栈顶字符为')'，这是不存在的，因为遇到')'，按要求不让进栈

                        System.out.println("出现栈顶有')'错误！！！");

                    }

                }

            }

        }

        while(!Operator.empty() && !Value.empty()){   //此时，字符栈中还存在运算符的情况

            char temp1 = Operator.pop();

            int tempA = Value.pop();

            int tempB = Value.pop();

            int result = computeNumber(tempB,tempA,temp1);

            Value.push(result);

        }

        System.out.println(Value.pop());   //此时运算符栈为空，数字栈中只存在表达式计算最终结果

    }

    //计算a operator b的值，operator = {+,-,*,/}

    public int computeNumber(int a,int b,char operator){

        int result;

        switch(operator){

        case '+':

            result = a+b;

            break;

        case '-':

            result = a-b;

            break;

        case '*':

            result = a*b;

            break;

        case '/':

            result = a/b;

            break;

        default:

            result = 0;

            break;

        }

        return result;

    }

    //判断运算符a和b的优先级

    public int comparePriority(char a,char b){

        //使用二维数组表达运算符之间的优先级，行用字符a表示，列用字符b表示

        int[][] Value = {{1,1,0,0,0,3},

                {1,1,0,0,0,3},

                {1,1,1,1,0,3},

                {1,1,1,1,0,3},

                {0,0,0,0,0,2},

                {-1,-1,-1,-1,-1,-1}};

        int i = 0;

        int j = 0;

        if(a == '+')

            i = 0;

        if(a == '-')

            i = 1;

        if(a == '*')

            i = 2;

        if(a == '/')

            i = 3;

        if(a == '(')

            i = 4;

        if(a == ')')

            i = 5;

        if(b == '+')

            j = 0;

        if(b == '-')

            j = 1;

        if(b == '*')

            j = 2;

        if(b == '/')

            j = 3;

        if(b == '(')

            j = 4;

        if(b == ')')

            j = 5;

        return Value[i][j];

    }

    public static void main(String[] args){

        Main test = new Main();

        Scanner in = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入一个算法表达式：");

        String A = in.nextLine();

        test.getExpressionValue(A);

    }

}

运行结果：

请输入一个算法表达式：

1-2+3*(4-5)

-4

请输入一个算法表达式：

1-2*((2+3)*2-(2+3))

-9

请输入一个算法表达式：

1-2*((2+3)*(2+3))

-49

巴特西

Java实现表达式计算求值

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