LeetCode（53）逆波兰表达式求值【栈】【中等】

news2024/12/17 2:59:14

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1.题目

给你一个字符串数组 tokens ，表示一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意：

有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
每个操作数（运算对象）都可以是一个整数或者另一个表达式。
两个整数之间的除法总是 向零截断 。
表达式中不含除零运算。
输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

示例 1：

输入：tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出：9
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：((2 + 1) * 3) = 9

示例 2：

输入：tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出：6
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3：

输入：tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出：22
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22

提示：

1 <= tokens.length <= 10^4
tokens[i] 是一个算符（"+"、"-"、"*" 或 "/"），或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

逆波兰表达式：

逆波兰表达式是一种后缀表达式，所谓后缀就是指算符写在后面。

平常使用的算式则是一种中缀表达式，如 ( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 ) 。
该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * ) 。

逆波兰表达式主要有以下两个优点：

去掉括号后表达式无歧义，上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。
适合用栈操作运算：遇到数字则入栈；遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算，并将结果压入栈中

2.答案

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        if (tokens.length == 1) {
            return Integer.parseInt(tokens[0]);
        }
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for (String token : tokens) {
            if (isNumber(token)) {
                stack.push(Integer.valueOf(token));
            } else if (isOperator(token)) {
                if (stack.size() >= 2) {
                    int num2 = stack.pop();
                    int num1 = stack.pop();
                    stack.push(operate(num1, num2, token));
                } else {
                    System.out.println("计算异常，stack: " + stack);
                }
            }
        }
        return stack.pop();
    }

    private boolean isNumber(String s) {
        return s.matches("\\-?[0-9]+");
    }

    private boolean isOperator(String s) {
        return s.matches("[+|\\-|*|/]");
    }

    private int operate(int num1, int num2, String operator) {
        switch (operator) {
            case "+" : return num1 + num2;
            case "-" : return num1 - num2;
            case "*" : return num1 * num2;
            case "/" : return num1 / num2;
        }
        System.out.println("操作符异常，operator: " + operator);
        return 0;
    }
}