LeetCode OJ——Basic Calculator

来源：互联网发布：淘宝女内衣表模板编辑：程序博客网时间：2024/05/29 03:46

题目：
Implement a basic calculator to evaluate a simple expression string.

The expression string may contain open ( and closing parentheses ), the plus + or minus sign -, non-negative integers and empty spaces .

You may assume that the given expression is always valid.

Some examples:
“1 + 1” = 2
” 2-1 + 2 ” = 3
“(1+(4+5+2)-3)+(6+8)” = 23
Note: Do not use the eval built-in library function.

代码：

class Solution {public:    int calculate(string s) {        stack<string> stk;        string tmp, ss;        ostringstream oss;        //s.erase(0, s.find_first_not_of(" ")); // 去掉头部空格        //s.erase(s.find_last_not_of(" ") + 1); // 去掉尾部空格        vector<string> vec_s;        for (unsigned i = 0; i < s.length(); i++)   //去掉空格        {            if (s[i] != ' ')            {                ss.push_back(s[i]);            }        }        s = ss;        unsigned i = 0;        ss.clear();        while (i < s.length())      //将s分裂成新的字符串，例 "1 - 1 2 + ( 3 - 34)"        {                           //转换成"1", "-", "12", "+", "(", "3", "-", "34", ")"            //ss.clear();            if (isdigit(s[i]))            {                ss.push_back(s[i]);                i++;            }            else{                if (!ss.empty())                {                    vec_s.push_back(ss);                    ss.clear();                }                ss.push_back(s[i]);                vec_s.push_back(ss);                ss.clear();                i++;            }        }        if (!ss.empty())        {            vec_s.push_back(ss);            ss.clear();        }        ss.clear();        if (vec_s.size() == 0)     //容器为空，表明s不存在非空格字符        {            return 0;        }        else if (vec_s.size() == 1)    //容器长度为1，表明s只含有数字字符        {            return atoi(vec_s[0].c_str());        }        else{            tmp.push_back(s[0]);            stk.push(vec_s[0]);            for (unsigned i = 1; i < vec_s.size(); i++)            {                if (vec_s[i] == "(")     //当前字符为'('                {                    tmp.clear();                    tmp.push_back('(');                    stk.push(tmp);                    //stk.push(vec_s[i]);                }                else if (vec_s[i] == "+")     //当前字符为+                {                    //栈顶元素为数字，+号后面的字符s[i+1](+号后面一定存在字符，否则字符串不合法)也为数字，即+号前后都为数字可运算                    if (isdigit(tmp[tmp.size()-1]) && isdigit(vec_s[i+1][vec_s[i+1].size()-1]))                    {                        //tmp.pop_back();       //此时tmp中原先存储的数字并没有消去                        oss.str("");                        oss << atoi(tmp.c_str()) + atoi(vec_s[i+1].c_str());                        tmp = oss.str();                        stk.pop();                        stk.push(tmp);  //将运算后的数字入栈                        i++;                    }                    else{                        tmp.clear();    //每次入栈前都将tmp清空                        tmp = vec_s[i];                        stk.push(tmp);                    }                }                else if (vec_s[i] == "-")     //当前字符为-                {                    //栈顶元素为数字，-号后面的字符s[i+1](-号后面一定存在字符，否则字符串不合法)也为数字，即-号前后都为数字可运算                    if (isdigit(tmp[tmp.size()-1]) && isdigit(vec_s[i + 1][vec_s[i + 1].size() - 1]))                    {                        oss.str("");                        oss << (atoi(tmp.c_str()) - atoi(vec_s[i + 1].c_str()));     //-号前后元素都为数字，故可进行运算                        tmp = oss.str();                        stk.pop();                        stk.push(tmp);  //将运算后的数字入栈                        i++;                    }                    else{                        tmp.clear();                        tmp = vec_s[i];                        stk.push(tmp);                    }                }                else if (isdigit(vec_s[i][vec_s[i].size() - 1]))   //当前字符为数字                {                        tmp.clear();                        tmp = vec_s[i];                        stk.push(tmp);                }                else if(vec_s[i] == ")")     //当前字符为')'，表示栈中一定存在'('                {                    tmp = stk.top();  //栈顶元素为当前（）中运算的值                    stk.pop();      //删除运算值                    stk.pop();      //此时，删除的是'('                    if (!stk.empty())//若此时的栈不为空                    {                        if (stk.top() == "+") //删除的（号前是+号                        {                            stk.pop();  //先把加号出栈                            oss.str("");                            oss << (atoi(stk.top().c_str()) + atoi(tmp.c_str()));  //加号前面的数字加上旧的tmp值                        }                        if (stk.top() == "-")  //删除的（好前面是-号                        {                            stk.pop();  //先把减号出栈                            oss.str("");                            oss << (atoi(stk.top().c_str()) - atoi(tmp.c_str()));  //减号前面的数字减上旧的tmp值                        }                        tmp.clear();                        tmp = oss.str();                        stk.pop();  //把+或-号前参与运算的数也去掉                    }                    stk.push(tmp);  //将运算后的值入栈                }                else      //当前字符为空格                {                    ;                }            }            return atoi(stk.top().c_str());        }    }};

结果：
这里写图片描述

思路：

第一步是将字符串中的空格字符去掉
第二步则是将字符串分裂，例s=”1 - 1 2 + ( 3 - 34)”,则分裂后的子串放置在容器中vec_s : “1”, “-“, “12”, “+”, “(“, “3”, “-“, “34”, “)”
第三部是对入栈出栈操作进行运算：
(a) 当遍历的容器中的字符串为“（”号时，入栈
(b) 当该字符串为数字时，入栈

(c) 当该字符串为”+”时，则考虑是否可以进行运算。因为字符串中只存在+或 -, 因此运算符优先级相同，只要碰到可以运算的字符串，则可先进行计算。tmp中存储的是stk.top()的值，即当前字符串的前一字符串。当”+”号前后均是数字时则可进行运算。所以要考虑后一字符串是否也为数字， isdigit(vec_s[i + 1][vec_s[i + 1].size() - 1])只对后一字符串的最后一位字符是否为数字进行判别，其理由是vec_s[i+1]只有可能是 “(” 或 “)”或“[- ]1XXX”，若最后一位为数字其结果必然也是数字。同理，isdigit(tmp[tmp.size()-1])。

(d)当为”-“时，同”+”原理。

(e)当为”)”时，则栈中一定存在”(“，切”( )”构成一&个封闭的运算，则该（）种的式子一定已经运算过，即栈中存储结构为 ….,（, 数字。则此时应该出栈2次，将（和数字均出栈。由于合法的字符中“(”的前面要么是+/-；要么前面没有任何有效字符符，即（已经在最前面。若前面是+/-，则可以更进一步，按照(c)或(d)计算。

(f)将容器遍历完，栈中也只剩最后运算后的结果，返回结果即可

总结：
算法时间复杂度还比较大，算法还需改进。小菜鸟，加油！！！↖(^ω^)↗

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