根据 逆波兰表示法,求表达式的值。
有效的算符包括 +、-、*、/ 。每个运算对象可以是整数,也可以是另一个逆波兰表达式。
说明:
整数除法只保留整数部分。
给定逆波兰表达式总是有效的。换句话说,表达式总会得出有效数值且不存在除数为 0 的情况。
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 <= 104
tokens[i] 要么是一个算符("+"、"-"、"*" 或 “/”),要么是一个在范围 [-200, 200] 内的整数
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。
我们可以把平时所见的表达式分为三种:
前缀表达式(运算符 操作数 操作数)
中缀表达式(操作数 运算符 操作数)
后缀表达式(操作数 操作数 运算符)
我们数学中所经常用到的便是中缀表达式,例如1 + 2 ,3 * 4之类的;
这道题中的逆波兰表达式也就是我们所说的后缀表达式;
各种表达式没有本质区别,但其实他们是同一语法树,只是遍历不同的到的不同式子;通过从同一事物的不同角度观察,是一个事务的一体多面性;
前缀表达式对应的语法树是前序遍历;
中缀表达式对应的语法树是中序遍历;
后缀表达式对应的语法树是后序遍历;
我们习惯看到的表达式都是中缀表达式,因为我们从小就学习数学,符合我们的习惯,但中缀表达式对计算机来说非常的不友好。
例如 4 + 15 / 5 这个中缀表达式,计算机从左到右扫描,扫到15,还要判断15后面是什么运算法,还要比较一个优先级,然后与15后面的5进行运算,运算完之后,还要回退到4的位置,继续做加法,听起来就很麻烦。
但是后缀表达式就不一样了,
[“4” , “15” , “5” , “/” , “+”]
计算机可以利用栈顺序来处理,不需要考虑优先级,也不用回退,所以后缀表达式才是计算机的好朋友,中缀表达式只是我们的好朋友。
这道题不仅仅是一道好题,也让我们了解了计算机思维。
在1970年代和1980年代,惠普在其台式和手持式计算器中都是用了RPN(后缀表达式),知道2021年任在某些模型中使用RPN。
现在我们回到这道题,我们知道后缀表达式就是一个后序遍历,我们可以将运算符当做中间节点,按照后序遍历画出一个二叉树,但是我们没必要从二叉树的的角度去考虑问题,这样会把问题复杂化,我们只要知道逆波兰表达式是后序遍历的方式把二叉树序列化就行;
在本题中每一个子表达式要得出一个结果,然后拿到这个结果在运算,这不就是相邻字符串相消的过程,和消除字符串中所有相邻重定项这道题(https://blog.csdn.net/qq_43413774/article/details/115276807)非常相似,所有我们可以用栈来解决这个问题。
java代码:
class Solution {
public int evalRPN(String[] tokens) {
Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
for (int i = 0 ; i < tokens.length ; i++) {
if (tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/") {
int num1 = stack.peek();
stack.pop();
int num2 = stack.peek();
stack.pop();
if (tokens[i] == "+") stack.push(num2 + num1);
if (tokens[i] == "-") stack.push(num2 - num1);
if (tokens[i] == "*") stack.push(num2 * num1);
if (tokens[i] == "/") stack.push(num2 / num1);
}else {
int num = Integer.parseInt(tokens[i]);
stack.push(num);
}
}
int result = stack.peek();
return result;
}
}
代码简单易懂,但是在这里要说明一下,代码本身是没有错的,在IDEA中是可以通过的,但是在LeetCode中会报NumberFormat异常,按理应该是不报的,作者也不清楚怎么回事,但可以保证代码没有错。
在修改的过程中我加入了StringUtils.isNumeric(),这是判断字符串里是否无数字的方法,基于org.apache.commons.lang.StringUtils jar包的方法,可惜LeetCode的也不能识别。
若有误,请指教!