Evaluate Reverse Polish Notation

Evaluate the value of an arithmetic expression in Reverse Polish Notation.(后波兰式)

Valid operators are +-*/. Each operand may be an integer or another expression.

Some examples:

  ["2", "1", "+", "3", "*"] -> ((2 + 1) * 3) -> 9
  ["4", "13", "5", "/", "+"] -> (4 + (13 / 5)) -> 6

public class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Stack<String> data = new Stack<String>();
        //Stack<String> oper = new Stack<String>();
        if(tokens.length == 0){
            return 0;
        }
        for(int i = 0 ; i < tokens.length;i++ ){
            if(tokens[i].equals("+") || tokens[i].equals("-") || tokens[i].equals("*") || tokens[i].equals("/")){//如果是表达式
                String res = operate(data.pop(),tokens[i],data.pop());
                data.push(res);
            }else{//如果是操作数九直接入栈
                data.push(tokens[i]);
            }
        }
        return Integer.parseInt(data.pop());
    }
    public String operate(String a , String c,String b){
        switch(c){
            case "+":
                return String.valueOf(Integer.parseInt(b) + Integer.parseInt(a));
            case "-":
                return String.valueOf(Integer.parseInt(b) - Integer.parseInt(a));
            case "*":
                return String.valueOf(Integer.parseInt(b) * Integer.parseInt(a));
            case "/":
                return String.valueOf(Integer.parseInt(b) / Integer.parseInt(a));
        }
        return "";
    }
}

中缀表达式转换为后缀表达式(http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2307)

我们把平时所用的标准四则运算表达式,即“9+(3-1)*3+10/2"叫做中缀表达式。因为所有的运算符号都在两数字的中间,现在我们的问题就是中缀到后缀的转化。

中缀表达式“9+(3-1)*3+10/2”转化为后缀表达式“9 3 1-3*+ 10 2/+”

  • 规则:从左到右遍历中缀表达式的每个数字和符号,若是数字就输出,即成为后缀表达式的一部分;若是符号,则判断其与栈顶符号的优先级,是右括号或优先级低于找顶符号(乘除优先加减)则栈顶元素依次出找并输出,并将当前符号进栈,一直到最终输出后缀表达式为止。

下面我们来具体看看这个过程。

1. 初始化一空栈,用来对符号进出栈使用。

2. 第一个字符是数字9,输出9,后面是符号“+”,进栈。

Evaluate Reverse Polish Notation_第1张图片

3. 第三个字符是“(”,依然是符号,因其只是左括号,还未配对,故进栈。

4. 第四个字符是数字3,输出,总表达式为9 3,接着是“-”进栈。

Evaluate Reverse Polish Notation_第2张图片

5. 接下来是数字1,输出,总表达式为9 3 1,后面是符号“)”,此时,我们需要去匹配此前的“(”,所以栈顶依次出栈,并输出,直到“(”出栈为止。此时左括号上方只有“-”,因此输出“-”,总的输出表达式为9 3 1 -

6. 接着是数字3,输出,总的表达式为9 3 1 - 3 。紧接着是符号“*”,因为此时的栈顶符号为“+”号,优先级低于“*”,因此不输出,进栈。

Evaluate Reverse Polish Notation_第3张图片

7. 之后是符号“+”,此时当前栈顶元素比这个“+”的优先级高,因此栈中元素出栈并输出(没有比“+”号更低的优先级,所以全部出栈),总输出表达式为 9 3 1 - 3 * +.然后将当前这个符号“+”进栈。也就是说,前6张图的栈底的“+”是指中缀表达式中开头的9后面那个“+”,而下图中的栈底(也是栈顶)的“+”是指“9+(3-1)*3+”中的最后一个“+”。

8. 紧接着数字10,输出,总表达式变为9 3 1-3 * + 10。

Evaluate Reverse Polish Notation_第4张图片

9. 最后一个数字2,输出,总的表达式为 9 3 1-3*+ 10 2

10. 因已经到最后,所以将栈中符号全部出栈并输出。最终输出的后缀表达式结果为 9 3 1-3*+ 10 2/+

Evaluate Reverse Polish Notation_第5张图片
  • 从刚才的推导中你会发现,要想让计算机具有处理我们通常的标准(中缀)表达式的能力,最重要的就是两步:
  1. 将中缀表达式转化为后缀表达式(栈用来进出运算的符号)。
  2. 将后缀表达式进行运算得出结果(栈用来进出运算的数字)。

整个过程,都充分利用了找的后进先出特性来处理,理解好它其实也就理解好了栈这个数据结构。



你可能感兴趣的:(LeetCode,波兰表达式)