package 计算器;
import java.util.Stack;
import java.util.*;
/**
利用栈,进行四则运算的类
用两个栈来实现算符优先,一个栈用来保存需要计算的数据numStack,一个用来保存计算优先符priStack
*
基本算法实现思路为:用当前取得的运算符与priStack栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶;
若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算;
若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。各个优先级'(' > '*' = '/' > '+' = '-' > ')'
*
*/
public class 计算器 {
private Stack<Character> priStack = new Stack<Character>();// 操作符栈
操作数栈
//判断输入的字符是否为0-9数字
private boolean isNum(String temp) {
return temp.matches("[0-9]");
函数到此结束
/**
比较当前操作符与栈顶元素操作符优先级,如果比栈顶元素优先级高,则返回true,否则返回false
*/
private boolean compare(char str) {
if (priStack.empty()) {
当为空时,显然 当前优先级最低,返回高
return true;
}
char last = (char) priStack.lastElement();
栈顶指针
if (last == '(') {
return true;
}
switch (str) {
case '#':
结束符
case '(':
优先级最高,显然返回true
return true;
case ')':
优先级最低,
return false;
case '*': {
优先级只比'+-'高
if (last == '+' || last == '-')
return true;
else
return false;
}
case '/': {
if (last == '+' || last == '-')
return true;
else
return false;
}
为最低,一直返回false
case '+':
return false;
case '-':
return false;
到此结束
return true;
函数到此为止
/**
传入需要解析的字符串,返回计算结果
循环开始解析字符串,当字符串解析完,且符号栈为空时,则计算完成
*/
public int caculate(String str) {
用来临时存放读取的字符
用来临时存放数字字符串(当为多位数时)
将string转化为StringBuffer类用来保存,提高效率
while (string.length() != 0) {
截取单个字符
string.delete(0, 1);
判断temp,当temp为操作符时
if (isNum(temp))
当为非操作符时(数字)
将读到的这一位数接到以读出的数后(当不是个位数的时候)
为操作符时
此时的tempNum内即为需要操作的数,取出数,压栈,并且清空tempNum
if (!"".equals(tempNum.toString())) {
当表达式的第一个符号为括号
int num = Integer.parseInt(tempNum.toString());
numStack.push(num);
tempNum.delete(0, tempNum.length());
}
用当前取得的运算符与栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶;若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算;
若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。
判断当前运算符与栈顶元素优先级,取出元素,进行计算(因为优先级可能小于栈顶元素,还小于第二个元素等等,需要用循环判断)
while (!compare(temp.charAt(0)) && (!priStack.empty())) {
第二个运算数
第一个运算数
char ope = priStack.pop();
运算结果
switch (ope) {
如果是加号或者减号,则
case '+':
result = b + a;
将操作结果放入操作数栈
numStack.push(result);
break;
case '-':
result = b - a;
将操作结果放入操作数栈
numStack.push(result);
break;
case '*':
result = b * a;
将操作结果放入操作数栈
numStack.push(result);
break;
case '/':
将操作结果放入操作数栈
numStack.push(result);
break;
}
第二个while结束
判断当前运算符与栈顶元素优先级, 如果高,或者低于平,计算完后,将当前操作符号,放入操作符栈
if (temp.charAt(0) != '#') {
priStack.push(new Character(temp.charAt(0)));
当栈顶为'(',而当前元素为')'时,则是括号内以算完,去掉括号
priStack.pop();
priStack.pop();
}
}
到此为止
第一个while结束
return numStack.pop();
函数到此结束
public static void main(String args[]) {
Scanner reader=new Scanner(System.in);
String str=null;
请输入需要运算的算式:");
输入
计算器 operate = new 计算器();
try{
int t = operate.caculate("("+str+")#");
System.out.println(t);
}
catch(Exception e){
System.err.println("你输入的表达式有误,请检查后重试");
}
函数到此为止
}