华为OD机试 - 仿LISP运算 - 逻辑分析（Java 2023 B卷 200分）

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专栏导读

本专栏收录于《华为OD机试（JAVA）真题（A卷+B卷）》。

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一、题目描述

LISP语言唯一的语法就是括号要配对，形如(OP P1 P2 …)，括号内元素由单个空格分割。其中第一个元素OP为操作符，后续元素均为其参数，参数个数取决于操作符类型。

注意:参数P1,P2也有可能是另外一个嵌套的(OP P1 P2…)，当前OP类型为add/sub/mul/div(全小写) 分别代表整数的加减乘除法，简单起见，所有OP参数个数均为2。

举例：

输入	输出
(mul 3 -7)	-21
(add 1 2)	3
(sub (mul 2 4) (div 9 3))	5

二、输入描述

输入为长度不超过512的字符串，用例保证了无语法错误

三、输出描述

输出计算结果或者“error”。

四、解题思路

1. 定义数字栈numStack，操作符栈operatorStack；
2. 遍历输入的字符串input；
   • 如果是(，则操作符入栈；
   • 如果是计算标识符)，数字入栈、弹出num2、弹出num1，通过加减乘除标识符计算；
   • 如果是空格，则数字入栈
3. 输出数字栈最后数值。

五、Java算法源码

public class OdTest {

    static Stack<Integer> numStack = new Stack<>();   // 数字栈
    static Stack<String> operatorStack = new Stack<>();  // 操作符栈

    // add/sub/mul/div
    // (div 15 (sub 45 40))
    // (sub (add 10 2) (mul 2 (div 10 2))) 2
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String input = sc.nextLine();
        int index = 0;
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
            char ch = input.charAt(i);
            // 操作符
            if (ch == '(') {
                // 操作符入栈
                operatorStack.push(input.substring(i + 1, i + 4));
                i += 4;
                index = i + 1;
            } else if (ch == ')') {// 计算标识符
                if (index < i) {
                    // 数字入栈
                    numStack.push(Integer.parseInt(input.substring(index, i)));
                    i += 1;
                    index = i + 1;
                }
                // 弹出num2
                num2 = numStack.pop();
                // 弹出num1
                num1 = numStack.pop();
                // 计算
                calculate(num1, num2);
            } else {
                if (ch == ' ') {
                    if (index < i) {
                        // 数字入栈
                        numStack.push(Integer.parseInt(input.substring(index, i)));
                        index = i + 1;
                    }
                }
            }
        }

        while (operatorStack.size() != 0) {
            num2 = numStack.pop();
            num1 = numStack.pop();
            calculate(num1, num2);
        }

        System.out.println(numStack.get(0));
    }

    public static void calculate(int num1, int num2) {
        String op = operatorStack.pop();
        switch (op) {
            case "add":// 加
                numStack.push(num1 + num2);
                break;
            case "sub":// 减
                numStack.push(num1 - num2);
                break;
            case "mul":// 乘
                numStack.push(num1 * num2);
                break;
            case "div":// 除
                if (num2 == 0) {
                    System.out.println("error");
                    System.exit(0);
                } else {
                    int res = num1 / num2;
                    if (num1 % num2 != 0) {
                        if (res < 0) {
                            res -= 1;
                        } else {
                            res += 1;
                        }
                    }
                    numStack.push(res);
                }
                break;
            default:
                System.out.println("error");
                break;
        }
    }
}

六、效果展示

1、输入

(sub (add 10 2) (mul 2 (div 10 2)))

2、输出

2

3、说明

1. 先计算div 10 2 = 5，表达式变为(sub (add 10 2) (mul 2 5))
2. 再计算mul 2 5 = 10，表示式变为(sub (add 10 2) 10)
3. 计算add 10 2 = 12，表示式变为(sub 12 10)
4. 最后输出表示式(sub 12 10)结果2

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