表达式求值

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题目	难度
150. 逆波兰表达式求值	中等
224. 基本计算器	困难
227. 基本计算器 II	中等
$772. 基本计算器 III	困难
770. 基本计算器 IV	困难	TODO

定于

表达式包含两类字符：运算数和运算符。对于长度为 n 的表达式，借助合适的分析方法，可以在 O(n) 的时间复杂度内完成分析与求值。

150. 逆波兰表达式求值

tokens[i] 是一个算符（"+"、"-"、"*" 或 "/"），或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class Solution150 {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        for (String token : tokens) {
            if (token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/")) {
                int num1 = stack.pop();
                int num2 = stack.pop();
                stack.push(calculate(num2, num1, token));
            } else {
                stack.push(Integer.parseInt(token));
            }
        }
        return stack.pop();
    }

    private int calculate(int num1, int num2, String operator) {
        switch (operator) {
            case "+":
                return num1 + num2;
            case "-":
                return num1 - num2;
            case "*":
                return num1 * num2;
            case "/":
                return num1 / num2;
            default:
                return 0;
        }
    }
}

224. 基本计算器

s 由数字、'+'、'-'、'('、')'、和 ' ' 组成。

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class Solution224 {
    public int calculate(String s) {
        int len = s.length();

        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        stack.push(1);
        int sign = 1;
        int res = 0;
        int idx = 0;
        while (idx < len) {
            if (s.charAt(idx) == ' ') {
                idx++;
            } else if (s.charAt(idx) == '+') {
                sign = stack.element();
                idx++;
            } else if (s.charAt(idx) == '-') {
                sign = -stack.element();
                idx++;
            } else if (s.charAt(idx) == '(') {
                stack.push(sign);
                idx++;
            } else if (s.charAt(idx) == ')') {
                stack.pop();
                idx++;
            } else {
                long num = 0;
                while (idx < len && Character.isDigit(s.charAt(idx))) {
                    num = num * 10 + (s.charAt(idx) - '0');
                    idx++;

                }
                res += sign * num;
            }
        }
        return res;
    }
}

227. 基本计算器 II

s 由整数和算符 ('+', '-', '*', '/') 组成，中间由一些空格隔开。

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class Solution227 {
    public int calculate(String s) {
        int len = s.length();

        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        char sign = '+';
        int num = 0;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (Character.isDigit(s.charAt(i))) {
                num = num * 10 + (s.charAt(i) - '0');
            }
            if (!Character.isDigit(s.charAt(i)) && s.charAt(i) != ' ' || i == len - 1) {
                if (sign == '+') {
                    stack.push(num);
                } else if (sign == '-') {
                    stack.push(-num);
                } else if (sign == '*') {
                    stack.push(stack.pop() * num);
                } else if (sign == '/') {
                    stack.push(stack.pop() / num);
                }
                sign = s.charAt(i);
                num = 0;
            }
        }

        int res = 0;
        while (!stack.isEmpty()) {
            res += stack.pop();
        }
        return res;
    }
}

$772. 基本计算器 III

s 由整数、'+'、'-'、'*'、'/'、'(' 和 ')' 组成。

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class Solution772 {
    public int calculate(String s) {
        return dfs(s, 0)[0];
    }

    private int[] dfs(String s, int begin) {
        int len = s.length();

        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        char sign = '+';
        int num = 0;
        int[] result = new int[2];
        for (int i = begin; i < len; i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            if (Character.isDigit(ch)) {
                num = num * 10 + (s.charAt(i) - '0');
            } else if (ch == '(') {
                int[] numNext = dfs(s, i + 1);
                num = numNext[0];
                // i 会突变
                i = numNext[1];
            }
            if (!Character.isDigit(ch) && ch != '(' || i == len - 1) {
                if (sign == '+') {
                    stack.push(num);
                } else if (sign == '-') {
                    stack.push(-num);
                } else if (sign == '*') {
                    stack.push(stack.pop() * num);
                } else if (sign == '/') {
                    stack.push(stack.pop() / num);
                }
                if (ch == ')') {
                    result[1] = i;
                    break;
                }
                sign = s.charAt(i);
                num = 0;
            }
        }

        while (!stack.isEmpty()) {
            result[0] += stack.pop();
        }
        return result;
    }
}

（全文完）