题目:
给定一个包含正整数、加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的算数表达式(括号除外),计算其结果。
表达式仅包含非负整数,+
, -
,*
,/
四种运算符和空格
。 整数除法仅保留整数部分。
解法一(栈):
由于乘除优先于加减计算,因此不妨考虑先进行所有乘除运算,并将这些乘除运算后的整除值放回原表达式的相应位置,则随后整个表达式的值,就等于一系列整数加减后的值。
基于此,我们可以用一个栈,保存这些(进行乘除运算后的)整数的值。对于加减号的数字,将其直接压入栈中;对于乘除号的数字,可以直接与栈顶元素计算,并替换栈顶元素为计算后的结果。
具体来说,遍历字符串s,并用变量preSign记录每个数字之前的运算符,对于第一个数字,其之前的运算符视为加号。每次遍历到数字末尾时,根据preSign来决定计算方式:
1、加号:将数字压入栈;
2、减号:将数字的相反数压入栈;
3、乘除号:计算数字与栈顶元素,并将栈顶元素替换为计算结果。
代码实现中,若读到一个运算符,或者遍历到字符串末尾,即认为是遍历到了数字末尾。处理完该数字后,更新preSign为当前遍历的字符。如下为实现代码:
class Solution {
public:
int calculate(string s) {
vector<int> stk;
char preSign = '+';
int num = 0;
int n = s.length();
for (int i = 0; i < n; ++i) {
if (isdigit(s[i])) {
//维护一个将连续char类型转换成int类型的转换关系num
num = num * 10 + int(s[i] - '0');
}
if (!isdigit(s[i]) && s[i] != ' ' || i == n - 1) {
switch (preSign) {
case '+':
stk.push_back(num);
break;
case '-':
stk.push_back(-num);
break;
case '*':
stk.back() *= num;
break;
default:
stk.back() /= num;
}
preSign = s[i];
num = 0;
}
}
return accumulate(stk.begin(), stk.end(), 0);
}
};
时间复杂度:O(n),其中 n 为字符串 s 的长度。需要遍历字符串 s 一次,计算表达式的值。空间复杂度:O(n),其中 n 为字符串 s 的长度。空间复杂度主要取决于栈的空间,栈的元素个数不超过 n。
笔者小记:
1、isdigit()函数表示
判断是否是阿拉伯数字0~9,若是返回true,否则返回false。2、accumulate(stk.begin(), stk.end(), 0)函数表示用来对指定范围内元素求和:
accumulate(起始迭代器, 结束迭代器, 初始值, 自定义操作函数)
3、switch{}函数中关键词break是为了通常会在每个 case
块的末尾使用 break
语句来避免“穿透”(fall-through)问题,这意味着当一个 case
被匹配后,执行会直接跳出 switch
结构,而不会继续执行下一个 case。关键词default
用于指定一个默认的代码块,当变量的值不匹配任何 case
标签的常量表达式时,程序将执行 default
标签后面的代码。这类似于其他编程语言中的“else”部分。
4、在vector<int>容器中stk.back() *= num;
会将栈顶元素与 num
相乘,并更新栈顶元素的值。