Problem: 224. 基本计算器

👨‍🏫 参考题解

Code

class Solution {
    public int calculate(String s) {
        // 存放所有的数字，用于计算
        LinkedList<Integer> nums = new LinkedList<>();
        // 为了防止第一个数为负数，先往 nums 中加个 0
        nums.add(0);
        // 去掉表达式中的所有空格
        s = s.replaceAll(" ", "");
        // 存放所有的操作符，包括 +、-、(、)
        LinkedList<Character> ops = new LinkedList<>();
        int n = s.length(); // 获取表达式的长度
        char[] cs = s.toCharArray(); // 将字符串转换为字符数组，方便逐字符处理

        // 遍历整个表达式
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            char c = cs[i];

            if (c == '(') {
                // 如果当前字符是左括号 '('，则将其压入 ops 栈中
                ops.add(c);
            } else if (c == ')') {
                // 如果当前字符是右括号 ')'，则进行计算直到遇到左括号 '(' 为止
                while (!ops.isEmpty()) {
                    char op = ops.peekLast();
                    if (op != '(') {
                        // 计算当前的操作符
                        cal(nums, ops);
                    } else {
                        // 遇到左括号 '('，弹出并结束循环
                        ops.pollLast();
                        break;
                    }
                }
            } else {
                if (isNum(c)) {
                    // 如果当前字符是数字，则需要将整组连续的数字取出来
                    int u = 0;
                    int j = i;
                    // 将从 i 位置开始后面的连续数字整体取出，加入 nums 中
                    while (j < n && isNum(cs[j])) {
                        u = u * 10 + (int) (cs[j++] - '0');
                    }
                    nums.addLast(u);
                    // 更新 i 到数字串的最后一位
                    i = j - 1;
                } else {
                    // 如果是运算符，首先处理一元运算符的情况，例如 -(2+3)
                    if (i > 0 && (cs[i - 1] == '(' || cs[i - 1] == '+' || cs[i - 1] == '-')) {
                        // 如果当前字符前是左括号 '(' 或 '+' 或 '-'，则认为是一个一元操作符，将 0 压入 nums
                        nums.addLast(0);
                    }
                    // 在添加新操作符之前，先计算掉 ops 栈中所有的前导操作符（按照顺序）
                    while (!ops.isEmpty() && ops.peekLast() != '(') {
                        cal(nums, ops);
                    }
                    // 将当前操作符加入 ops 栈
                    ops.addLast(c);
                }
            }
        }

        // 如果表达式遍历完毕，仍有操作符残留在 ops 栈中，继续进行计算
        while (!ops.isEmpty()) {
            cal(nums, ops);
        }
        
        // 最终结果是 nums 栈的最后一个值
        return nums.peekLast();
    }

    // 计算 nums 栈顶的两个数，并根据 ops 栈顶的操作符进行加减运算
    private void cal(LinkedList<Integer> nums, LinkedList<Character> ops) {
        if (nums.isEmpty() || nums.size() < 2) return;
        if (ops.isEmpty()) return;

        // 取出 nums 栈顶的两个数
        int b = nums.pollLast();
        int a = nums.pollLast();
        // 取出 ops 栈顶的操作符
        char op = ops.pollLast();

        // 根据操作符进行相应的计算
        nums.addLast(op == '+' ? a + b : a - b);
    }

    // 判断字符是否为数字
    boolean isNum(char c) {
        return Character.isDigit(c);
    }
}