中缀表达式转后缀表达式

代码实现如下:

package util;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;

public class PolandExpression {

    //计算方法
    public int calculate (int num1,int num2,int ch){
        int res = 0;
        switch(ch){
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }

    //从左到右扫描,遇到数字,将数字压入堆栈,遇到运算符,弹出栈顶两个数,用运算符对它们做相应的计算,将结果入栈
    public void afterExpression (String expression) {
        List<String> list = parseMiddleToAfter(transferStringToMiddle(expression));
        //用来存储符号和数据的栈
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //添加元素
        for(String val : list){
            //多位数的处理
            if(val.matches("\\d+")){
                stack.push(val);
            }else{
                if(isOper(val.charAt(0))){
                    int res;
                    //后操作数去处理前操作数
                    int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                    int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                    res = calculate(num1,num2,val.charAt(0));
                    stack.push(res+"");
                }else{
                    throw new RuntimeException("wrong expression.");
                }
            }
        }
        System.out.printf("result = %d\n",Integer.parseInt(stack.pop()));
    }

    //将字符串转为中缀的List
    public List<String> transferStringToMiddle (String target){
        String normalStr = target.replaceAll("\\s+","");
        List<String> list = new ArrayList<>();
        String tempStr;
        int index = 0;
        do{
            //判断是操作符还是数字 48-57是数字字符
            if( normalStr.charAt(index) < 48 || normalStr.charAt(index) > 57){
                list.add(""+ normalStr.charAt(index));
                index++;
            }else{
                tempStr = "";
                //如果连续字符进行拼串
                while(index < normalStr.length() && normalStr.charAt(index) > 47 && normalStr.charAt(index) < 58){
                    tempStr += normalStr.charAt(index);
                    index++;
                }
                list.add(tempStr);
            }
        }while(index < normalStr.length());
        return list;
    }

    //将中缀表达式转换为后缀表达式(波兰表达式)
    public List<String> parseMiddleToAfter (List<String> list){
        //符号栈
        System.out.println("middleList:"+list);
        Stack<String> s1 = new Stack<>();
        //逆波兰结果集合
        List<String> s2 = new ArrayList<>();
        //遍历中缀集合
        for(String item : list){
            //数字直接入栈
            //如果是“(”直接入栈,是“)”括号直接遍历直到遇到左括号为止,然后干掉左括号
            if(item.matches("\\d+")){
                s2.add(item);
            }else if(item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if(item.equals(")")){
                while(!s1.peek().equals("(")){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();
            }else{
                //操作符的比较:如果优先级比栈顶高,直接存入;否则将栈顶元素加入到s2中
                //如果此操作符一直比栈中元素优先级低,要一直将栈顶元素弹出
                // ( + )
                while(s1.size() > 0 && priority(item) <= priority(s1.peek())){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.push(item);
            }
        }
        //将栈中剩下的操作符都入集合
        while(s1.size() > 0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        System.out.println("afterList:"+s2);
        return s2;
    }

    //比较优先级
    public int priority (String oper) {
        int res = 0;
        switch(oper){
            case "+":
                res = 1;
                break;
            case "-":
                res = 1;
                break;
            case "*":
                res = 2;
                break;
            case "/":
                res = 2;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }

    //判断是否为操作符
    public boolean isOper (char ch){
        return ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/';
    }

    public static void main(String[] args) {
        PolandExpression pe = new PolandExpression();
        System.out.println("input the expression you want to caculate:");
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        String expression = input.nextLine();
        pe.afterExpression(expression);
        //pe.afterExpression("(3 + 4)* 5+(6 +4)*4-8/ 2+10");
        //( 3 + 4 )* 5 + ( 6 + 4 ) * 4 - 8 / 2 + 10 = 81
        //( 4 + 5 ) * 3 - 14 / 2 = 20
    }
}

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