Java利用栈实现四则运算计算器

说明

• 本程序只实现了基本的四则运算，即加减乘除，不能有括号
• 本程序使用了基本的数据结构之一——栈

源代码

Calculator 这个类是主类，其中用到的ArrayStack 是自定义的类，源代码在后面

public class Calculator {

    public static void main(String[] args) {
        
        // 表达式字符串，需要替换成你用的
        String exp = "700-400+20*60-40/2*2";
        // 数栈和符号栈
        ArrayStack numStack = new ArrayStack(20);
        ArrayStack operStack = new ArrayStack(20);
        
        int index = 0;
        // 运算数和运算符
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        // 中间结果
        int result = 0;
        char ch = ' ';
        // 多位数字字符串
        String num="";
        
        // 遍历表达式
        while(index < exp.length()) {
            // 截取字符
            ch = exp.substring(index, index+1).charAt(0);
            // 判断该字符是数字还是运算符
            if(operStack.isOper(ch)) {
                // 判断符号栈是否为空
                if(!operStack.isEmpty()) {
                    // 如果当前运算符的优先级 <= 栈顶运算符的优先级
                    if(operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        // 取出数栈最上面的两个数
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        // 取出符号栈的栈顶运算符
                        oper = operStack.pop();
                        // 进行运算
                        result = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        // 运算结果入数栈
                        numStack.push(result);
                        // 当前运算符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                        
                    }else {
                        // 如果当前运算符的优先级 > 栈顶运算符，直接入栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                }else {
                    // 如果当前符号栈为空，直接入栈
                    operStack.push(ch);
                }
            }else {
                // 如果是数字，不能直接入栈，因为它可能不止一位
                // 拼接字符
                num += ch;
                
                // 如果是最后一位数字，就没必要判断了，直接入栈好了
                if(index == exp.length()-1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(num));
                }else {
                    // 判断当前位置的下一位是不是数字，如果是运算符，就可以入栈了；否则继续循环
                    if( operStack.isOper(exp.substring(index+1,index+2).charAt(0) ) ){
                        numStack.push(Integer.parseInt(num));
                        // 然后把字符串清空
                        num = "";
                    }
                }
                
            }
            
            index++;
        }   // 表达式遍历结束
        
        // 顺序从数栈和符号栈取出 运算数和运算符进行运算，最终符号栈为空，数栈中只剩下最终结果
        while(true) {
            if(operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            result = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(result);
        }
        
        // 输出最终结果
        System.out.printf("%s = %d\n", exp, numStack.pop());
    }   // 主方法结束

}   // 类结束

这是ArrayStack 类的源代码

public class ArrayStack{
    // 栈的大小 
    private int maxSize;
    // 利用数组模拟栈
    private int[] stack;
    // 栈顶指针 
    private int top = -1;
    
    // 构造函数
    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }
    // 判断栈满
    public boolean isFull() {
        return top == this.maxSize-1;
    }
    // 判断栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }
    // 入栈dea
    public void push(int ele) {
        if(isFull()) {
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = ele;
    }
    // 出栈
    public int pop() {
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈为空！");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }
    // 查看栈顶元素 
    public int peek() {
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈为空！");
        }
        return stack[top];      
    }
    // 遍历栈
    public void list() {
        if(isEmpty()) {
            System.out.println("栈为空！");
            return;
        }
        for(int i=top; i>=0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i,stack[i]);
        }
    }
    // 返回运算符优先级
    public int priority(int oper) {
        if(oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        }else if(oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        }else {
            // 表示非法字符
            return -1;
        }
    }
    // 判断是否为运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }
    // 计算
    public int cal(int num1,int num2,int oper) {
        int result = 0;
        switch(oper) {
        case '+':
            result = num1 + num2;
            break;
        case '-':
            result = num2 - num1;   // 注意出栈的顺序与实际顺序是反着的
            break;
        case '*':
            result = num1 * num2;
            break;
        case '/':
            result = num2 / num1;
            break;
        }
        
        return result;
    }
    
}

运行结果

运行结果