用java编写栈的经典应用-表达式求值

     表达式求值是程序设计编程中的基本问题也是栈的经典应用，这里使用的是书上的方法，也是最广为流传的方法“算符优先法”

     所谓算符优先就是算术运算中不同运算符有不同的计算优先级，所以需要使用一个算符优先表来确定计算顺序。下面代码中有算符优先表，这里就不写了

     算法基本思路：

     准备两个栈：数值栈用来存放表达式中数值和运算过程中的一些运算结果

                      运算符栈用来存放7种运算符：+    -     *     /     （    ）   #    “#”是为了方便编写

     首先将数值栈设为空栈，运算符栈设“#”作为栈底

     依次读入表达式的字符，如果是数值字符就使用函数将其转换为合适的double型数值进入数值栈；如果是运算符字符则和当前运算符栈栈顶通过运算符优先表进行比较并进行相应操作，通过一个while循环不断操作，直至求值完成

具体的方法在代码中有详细的解释。涉及栈的一些方法这里没有写，如有需求可以看我的前两篇文章进行了解java实现栈

注意：代码中的大部分方法函数为我本人思想，是解题方法中的其中一种方法，供大家参考借鉴，其中有绕弯或者麻烦的地方请指出，谢谢！

import java.util.*;public class Biaodashi {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubScanner in = new Scanner(System.in);String bds = in.next();//从操作台获取表达式Jisuan j=new Jisuan(bds);//创建Jisuan类并将表达式输入System.out.println(j.suan());//将结果输出}}//栈的元素类class Node {char data;double num;Node next = null;Node pre = null;Node(char data) {this.data = data;}Node(double num) {this.num = num;}public char getdata() {return data;}public double getnum() {return num;}public Node getnext() {return next;}public void setnext(Node next) {this.next = next;}public Node getpre() {return pre;}public void setpre(Node pre) {this.pre = pre;}}//栈操作类class Lianbiao {Node hear = null;Node tail = null;Node prenode = null;int a = 0; // 记录栈长度Lianbiao(Node hear) {this.hear = hear;tail = hear;prenode = hear;}public Node gethear() {return hear;}// 链表元素的添加public void add(Node node) {node.setpre(prenode);node.setnext(null);prenode.setnext(node);prenode = node;a++;}// 元素的输出public Node del() {Node sc = null;Node n = hear;int i = a;if (a == 0) {System.out.print("错误！----栈空！");} else {while (i > 0) {n = n.getnext();if (i == 1) {prenode = n.getpre();n.getpre().setnext(null);sc = n;}i--;}a--;}return sc;}// 遍历输出列表(此方法用于测试，不受规则约束，使用栈时避免使用)public void bianli() {Node n = hear;while (n != null) {System.out.print(n.getdata() + " ");n = n.getnext();}System.out.println();}// 遍历输出列表(此方法用于测试，不受规则约束，使用栈时避免使用)    public void bianli1() {Node n = hear;while (n != null) {System.out.print(n.getnum() + " ");n = n.getnext();}System.out.println();}}//表达式计算类class Jisuan {int jieshu = 0;//用于判断运算是否结束int n = 0;     //用于读取表达式，指向当前使用字符char[] c;  //计算类的构造函数Jisuan(String bds) {bds=bds+"#";//为了便于计算在表达式字符串后面加#c = bds.toCharArray();//将String型字符串转换为char型数组}// 创建字符栈Node hear = new Node(' ');//为了方便栈操作，默认有一个栈底，使用栈时可以忽略Lianbiao zhifu = new Lianbiao(hear);//创建栈，用来存放运算符// 创建数值栈Node hear1 = new Node('0');Lianbiao shuzhi=new Lianbiao(hear1);//创建栈，用来存放数值//获取运算时运算优先类public char youxian(char a,char b){int i=0,j=0;//创建一个char型二维数组用于存放运算优先表char[][] pri = { // 运算符优先表// +    -    *    /    （         ）         #      横向为表达式当前运算符/* + */{ '>', '>', '<', '<', '<', '>', '>' }, /* - */{ '>', '>', '<', '<', '<', '>', '>' },/* * */{ '>', '>', '>', '>', '<', '>', '>' },/* / */{ '>', '>', '>', '>', '<', '>', '>' },/*（    */{ '<', '<', '<', '<', '<', '=', ' ' }, /* ） */{ '>', '>', '>', '>', ' ', '>', '>' },/* # */{ '<', '<', '<', '<', '<', ' ', 's' }, };//纵向为运算符栈栈顶的运算符if(a=='+'){i=0;}if(a=='-'){i=1;}if(a=='*'){i=2;}if(a=='/'){i=3;}if(a=='('){i=4;}if(a==')'){i=5;}if(a=='#'){i=6;}if(b=='+'){j=0;}if(b=='-'){j=1;}if(b=='*'){j=2;}if(b=='/'){j=3;}if(b=='('){j=4;}if(b==')'){j=5;}if(b=='#'){j=6;}return pri[i][j];}//运算类public double js(double a,char c,double b){double jieguo=0;if(c=='+'){jieguo=a+b;}if(c=='-'){jieguo=a-b;}if(c=='*'){jieguo=a*b;}if(c=='/'){jieguo=a/b;}return jieguo;}//读取表达式中数值，因为表达式是以char型数组存放表达式，通过此函数转换为double型public double duqushuzhi(char[] c){String s="";//创建一个String型数值s用来存放char型数值//表达式中可能存在多位的数值，所以通过一个循环将其转变为一个double型数值while(c[n] != '+' && c[n] != '-' && c[n] != '*' && c[n] != '/' && c[n] != '(' && c[n] != ')' && c[n] != '#'){//如果不是指定运算符，那么就是数值s=s+c[n];n++;}double d=Double.valueOf(s);//将String型数值转换为double型return d;}//计算    ***表达式求值核心内容public double suan(){double d=0;//存放最终结果double qian=0,hou=0;zhifu.add(new Node('#'));while(jieshu==0){if (c[n] != '+' && c[n] != '-' && c[n] != '*' && c[n] != '/' && c[n] != '(' && c[n] != ')' && c[n] != '#') //不是运算符则就是数值，进数值栈{shuzhi.add(new Node(duqushuzhi(c)));}//进栈时调用上方的方法得到double型数值else{switch(youxian(zhifu.prenode.getdata(),c[n])){//调用上方方法 并输入栈顶运算符和当前表达式运算符比较case '<'://栈顶元素优先级低zhifu.add(new Node(c[n]));//将当前表达式运算符入栈作为新的栈顶n++;                      //n++   指向下一个字符 继续循环break;case'='://脱括号进入下一字节          出现'='时一定是栈顶运算符为'('  表达式当前运算符为')'zhifu.del();        //消除栈顶运算符'('    继续循环n++;break;case'>':              //退栈并将运算结果入栈hou=shuzhi.del().getnum();  //取出数值栈当前栈顶 作为运算数qian=shuzhi.del().getnum(); //取出数值栈当前栈顶 作为第二个运算数   注意：结合上一句一共从栈中去两个数值shuzhi.add(new Node(js(qian,zhifu.del().getdata(),hou)));//取出运算符栈栈顶并和两个运算符一起输入运算函数中计算结果并将结果入数值栈    继续循环break;case's'://当出现's'时，运算符栈已经没有除'#'以外的运算符，计算完毕d=shuzhi.del().getnum();//此时数值栈中只有一个数值就是最终结果jieshu=1;              //停止循环}}}return d;    //返回最后结果}}

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