数据结构与算法学习之利用栈实现综合计算器

package com.atguigu.stack;

import javax.print.CancelablePrintJob;


public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        //根据思路完成表达式的运算
        String expression = "700+2*6-4";
        //创建两个栈，一个是数栈，一个是符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //定义相关变量
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';//将每次扫描得到的char保存到ch中
        String keepNum = "";//用于拼接多位数
        //开始while循环扫描expression
        while (true) {
            //依次得到expression的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            //判断ch是什么，然后做相应处理
            if (operStack.isOper(ch)) {//如果是运算符
                //判断当前符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //处理
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //把运算的结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        operStack.push(ch);


                    }
                } else {
                    //如果为空直接入符号栈
                    operStack.push(ch);
                }

            } else {//如果是数，则直接入数栈
                // numStack.push(ch - 48);//? "1+3" '1'=>1
                //分析思路：
                
                //处理多位数问题
                keepNum += ch;
                //如果ch已经是expression的最后一位，就直接入栈
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {

                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        keepNum="";

                }
                //利用下面代码处理多位数问题，代码存在问题，本身自带while循环，无需再循环了
                
            }
            //让index+1，并判断是否扫描到expression最后
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }


        while (true) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果，数栈中只有一个数字【结果】
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);

        }
        //将数栈最后的数pop出
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式%s=%d", expression, res2);

    }
}

//先创建一个栈，直接使用前面创建好的

//定义一个 ArrayStack 类表示栈,需要扩展功能
class ArrayStack2 {
    private int maxSize; //栈的大小
    private int[] stack; //数组，数组模拟栈，数据放在该数组中
    private int top = -1;//top表示栈顶，初始化为-1

    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];

    }

    //增加一个方法，返回当前栈顶的值，但不是真正的pop
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    //判断栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize;
    }

    //判断栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈已满");
        } else {
            top++;
            stack[top] = value;
        }
    }

    //出栈-pop:将栈顶的数据返回
    public int pop() {
        //先判断是否空
        if (isEmpty()) {
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("栈空");
        } else {
            //return stack[top--];
            int value = stack[top];
            top--;
            return value;
        }
    }

    //显示栈的情况，遍历栈，遍历时，需要从栈顶显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空，没有数据");

        } else {
            //需要从栈顶显示数据
            for (int i = top; i >= 0; i--) {
                System.out.printf("stack[%d]=%dn", i, stack[i]);
            }
        }
    }

    //返回运算符的优先级，程序员自己确定，优先级使用数字表示，数字越大，则优先级越高
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {//char底层还是int,所以可以使用比较 char和int是可以混用的
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;//假定目前表达式只有+ - * /
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    //计算方法
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;//用于存放返回的结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;//注意顺序
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
        }
        return res;

    }
}