一、题目描述

输入一个表达式（用字符串表示），求这个表达式的值。

保证字符串中的有效字符包括[‘0’-‘9’],‘+’,‘-’, ‘*’,‘/’ ,‘(’， ‘)’,‘[’, ‘]’,‘{’ ,‘}’。且表达式一定合法。

数据范围：表达式计算结果和过程中满足∣val∣≤1000 ，字符串长度满足 1≤n≤1000 。

二、输入描述

输入一个算术表达式。

三、输出描述

得到计算结果。

四、解题思路

1. 读取输入的算术表达式字符串 s；
2. 初始化变量 num1 为0，用于保存当前运算结果；
3. 初始化变量 o1 为1，表示当前运算符的符号，默认为正号；
4. 初始化变量 num2 为1，用于保存当前数字的值；
5. 初始化变量 o2 为1，表示当前乘除运算符的符号，默认为正号；
6. 创建一个栈 stk，用于保存计算过程中的状态；
7. 遍历表达式字符串 s的每个字符 c：
   • 若 c 是数字字符，则将连续的数字字符解析成一个整数 cur，并根据 o2 的符号进行乘除运算，更新 num2 的值；
   • 若 c 是乘除运算符字符 * 或 /，更新 o2 的符号；
   • 若 c 是左括号字符 ( 或 { 或 [，将当前的运算结果和运算符状态压入栈中，并初始化 num1、o1、num2、o2 的值；
   • 若 c 是加减运算符字符 + 或 -，表示可以开始计算结果了，根据 o1 的符号将当前的 num2 加或减到 num1 上，并更新 o1 和 o2 的值，重新初始化 num2 为1；
   • 若 c 是右括号字符 ) 或 } 或 ]，表示一个括号内的表达式结束，从栈中弹出之前保存的运算状态，并根据弹出的状态重新计算 num2 的值；
8. 计算结束后，输出最终结果 num1 + o1 * num2；

五、Java算法源码

public static void main(String[] args){
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    String s = sc.nextLine();
    int n = s.length();
    int num1 = 0;
    int o1 = 1;
    int num2 = 1;
    int o2 = 1;
    Stack<Integer> stk = new Stack<>();

    for(int i=0; i<n; i++){
        char c = s.charAt(i);
        if(Character.isDigit(c)){  //遇到数字则定义num2
            int cur = 0;
            while(i<n && Character.isDigit(s.charAt(i))){
                cur = cur * 10 + (s.charAt(i) - '0');
                i++;
            }
            i--;
            num2 = o2 == 1 ? num2 * cur : num2 / cur;
        }else if(c=='*' || c=='/'){  //遇到×÷定义o2
            o2 = c == '*' ? 1 : -1;
        }else if(c == '(' || c=='{' || c=='['){  //遇到括号则保存当前结果，并初始化
            stk.push(num1);
            stk.push(o1);
            stk.push(num2);
            stk.push(o2);

            num1 = 0;
            o1 = 1;
            num2 = 1;
            o2 = 1;
        }else if(c == '+' || c=='-'){  //遇到加减，说明可以开始计算，计算num1并对定义其他几个变量
            if(c=='-' && (i==0 || s.charAt(i-1)=='(' || s.charAt(i-1)=='[' || s.charAt(i-1)=='{')){
                o1 = -1;
                continue;
            }
            num1 = num1 + o1 * num2;
            o1 = (c == '+' ? 1 : -1);
            num2 = 1;
            o2 = 1;
        }else{  //遇到右括号，则出栈，并计算num2
            int cur = num1 + o1 * num2;
            o2 = stk.pop();
            num2 = stk.pop();
            o1 = stk.pop();
            num1 = stk.pop();

            num2 = o2 == 1 ? num2 * cur : num2 / cur;
        }
    }
    System.out.println(num1 + o1 * num2);
}

六、效果展示