【leetcode】基本计算器II C++/Go(栈)

问题描述

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。

整数除法仅保留整数部分。

示例 1:

输入:s = "3+2*2"
输出:7

示例 2:

输入:s = " 3/2 "
输出:1

提示:

  • 1 <= s.length <= 3 * 105
  • s 由整数和算符 ('+', '-', '*', '/') 组成,中间由一些空格隔开
  • s 表示一个 有效表达式
  • 表达式中的所有整数都是非负整数,且在范围 [0, 231 - 1]
  • 题目数据保证答案是一个 32-bit 整数

栈思想

想象一下,一个计算器怎么实现,一般来说都是使用栈这个数据结构来实现的。那么如何确定不同符号的优先级呢?

首先,'*''/'的优先级要高于'+''-'。那么我们制定一个策略:

  • 当遇到'*''/'的时候,我们不将当前这个数字进行入栈操作,而是将这个数字与栈顶元素进行 符号运算,将运算结果更新为当前栈顶元素。
  • 当遇到'+''-'时,我们直接将当前元素入栈,只不过特别的,对于'-',我们入栈的是当前数字的相反数。

例如,对于下面的表达式
3 + 2 * 2

初始化符号presign = '+',我们遍历到一个非数字符号的时候,我们将前面的数字入栈,前面的数字也就是数字3,然后我们可以将3直接入栈

第一步

往后继续,遇到符号 '*',我们将前面的数字2入栈,更新当前的presign为'*'

第二步

到字符串最后一位也是一个结束的标志,我们需要将前面的数字进行入栈,但是当前的presign为'*',我们将当前数字2与栈顶数字2进行相乘为4,然后更新为栈顶元素。

第三步

最后,将栈内所有的元素相加就能够得到最终的计算结果:
3 + 4 = 7

C++实现(vector模拟栈)

class Solution {
public:
    int calculate(string s) {
        int n = s.length();
        vector<int> nums;   // 声明一个向量容器模拟栈
        // 初始化前一个数的符号为+号
        char presign = '+';
        int num = 0;
        for(int i = 0;i < n;++i){
            if(isdigit(s[i])) {
                // 假如是数字
                num = num * 10 + (s[i] - '0');
            }
            if(!isdigit(s[i]) && s[i] != ' ' || i == n-1) {
                // 不是数字也不是符号,即是一个运算符或者到达了字符串的结尾
                switch(presign){
                    case '+':{
                        nums.push_back(num);break;
                    }
                    case '-':{
                        nums.push_back(-num);break;
                    }
                    case '*':{
                        nums.back() = nums.back() * num;break;
                    }
                    case '/':{
                        nums.back() = nums.back() / num;break;
                    }
                    default:break;
                }
                presign = s[i];
                num = 0;
            }
        }
        int ret = 0; // 求和得出结果
        for(auto each:nums) ret += each;
        return ret;
    }
};

Go实现(slice模拟栈)

func calculate(s string) int {
    n := len(s)
    nums := []int{}
    // 初始化
    num := 0
    var presign byte = '+'
    
    for i := 0; i < n; i++ {
        // 判断当前字符是否为数字
        isdigit := (s[i] >= '0' && s[i] <= '9')
        if isdigit {
            num = num * 10 + int(s[i] - '0')
        }
        if !isdigit && s[i] != ' ' || i == n - 1 {
            switch presign {// 各种不同符号的处理方法
                case '+':
                    nums = append(nums,num)
                case '-':
                    nums = append(nums,-num)
                case '*':
                    nums[len(nums)-1] *= num
                case '/':
                    nums[len(nums)-1] /= num
            }
            // 更新符号与数值
            presign = s[i]
            num = 0
        }
        
    }
    ret := 0
    for _, val := range nums {
        ret += val
    }
    return ret
}

注意:

这个计算器还是比较简单的,只包括('+', '-', '*', '/')这四种运算符,还不包括括号运算符,并且数字都是非负整数。


参考:

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