每日一题：Leetcode-224 基本计算器

力扣题目

解题思路

java代码

力扣题目：

给你一个字符串表达式 s ，请你实现一个基本计算器来计算并返回它的值。

注意:不允许使用任何将字符串作为数学表达式计算的内置函数，比如 eval() 。

示例 1：

输入：s = "1 + 1"
输出：2

示例 2：

输入：s = " 2-1 + 2 "
输出：3

示例 3：

输入：s = "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"
输出：23

解题思路：

算法原理：
这道题使用两个栈，一个数字栈 numStack 存储数字，一个操作符栈 opStack 存储操作符，通过遍历输入的字符串，按照运算规则进行计算。

思路：

1. 遍历字符串中的每个字符。
2. 如果是数字，通过一个循环将连续的数字提取出来并转换为整数，然后压入数字栈。
3. 如果是 ( ，直接压入操作符栈。
4. 如果是 + 或 - ，先计算操作符栈中优先级高于或等于当前操作符的表达式，然后将当前操作符压入操作符栈。
5. 如果是 ) ，计算操作符栈中直到遇到 ( 的表达式。
6. 遍历结束后，处理操作符栈中剩余的操作符。

代码分析：

• 在 calculate 方法中，使用两个嵌套的循环来处理数字和操作符。
  • 外层循环遍历字符串。
  • 内层循环处理连续的数字。
• 对于不同类型的字符，分别进行相应的处理：数字入数字栈，特定操作符进行计算或入操作符栈。
• 最后通过处理操作符栈中剩余的操作符得到最终结果。

时间复杂度：O（n），其中 n 是输入字符串的长度，需要遍历字符串一次。

空间复杂度：O（n），主要用于存储数字栈和操作符栈，它们的大小最大可能为输入字符串的长度。

java代码：

package org.example;

import java.util.Stack;

public class Leetcode224 {

    public static void main(String[] args) {
        Leetcode224 leetcode224 = new Leetcode224();
        System.out.println(leetcode224.calculate("(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"));
    }

    public int calculate(String s) {
        Stack numStack = new Stack<>();
        Stack opStack = new Stack<>();

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);

            if (Character.isDigit(c)) {
                int num = 0;
                while (i < s.length() && Character.isDigit(s.charAt(i))) {
                    num = num * 10 + (s.charAt(i) - '0');
                    i++;
                }
                i--;
                numStack.push(num);
            } else if (c == '(') {
                opStack.push(c);
            } else if (c == '+' || c == '-') {
                while (!opStack.isEmpty() && opStack.peek()!= '(') {
                    int num2 = numStack.pop();
                    int num1 = numStack.pop();
                    char op = opStack.pop();

                    if (op == '+') {
                        numStack.push(num1 + num2);
                    } else {
                        numStack.push(num1 - num2);
                    }
                }
                opStack.push(c);
            } else if (c == ')') {
                while (opStack.peek()!= '(') {
                    int num2 = numStack.pop();
                    int num1 = numStack.pop();
                    char op = opStack.pop();

                    if (op == '+') {
                        numStack.push(num1 + num2);
                    } else {
                        numStack.push(num1 - num2);
                    }
                }
                opStack.pop();
            }
        }

        while (!opStack.isEmpty()) {
            int num2 = numStack.pop();
            int num1 = numStack.pop();
            char op = opStack.pop();

            if (op == '+') {
                numStack.push(num1 + num2);
            } else {
                numStack.push(num1 - num2);
            }
        }

        return numStack.peek();
    }
}

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