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使用Java函数来实现逆波兰表达式求值算法

发布时间:2023-06-15 06:09:51

逆波兰表达式是一种常用于计算机程序中的表达式表示方法。逆波兰表达式又称后缀表达式,其表达式中操作符在操作数之后,对于一个给定的逆波兰表达式,我们可以通过栈来进行求值。

逆波兰表达式的求值过程主要包括以下步骤:

1. 从左至右遍历表达式中的每个元素。

2. 如果元素是一个操作数,则将其压入栈中。

3. 如果元素是一个操作符,则弹出栈顶的两个操作数,进行相应的计算,并将计算结果压入栈中。

4. 重复上述步骤,直到表达式中的所有元素都被处理。最后栈中剩下的元素即为表达式的计算结果。

下面我们来看一下如何使用Java函数来实现逆波兰表达式求值算法。

实现步骤:

第一步:定义一个方法,传入逆波兰表达式的字符串数组,返回表达式的计算结果。如下:

public static int evaluateReversePolishNotation(String[] tokens) {

}

第二步:定义一个栈来存储操作数。如下:

Stack<Integer> stack = new Stack<>();

第三步:循环遍历字符串数组中的每个元素,并进行相应的处理。代码如下:

for (String token : tokens) {

}

第四步:当元素是操作数时,将其转换为整数,并将其入栈。代码如下:

if (isNumber(token)) {

    stack.push(Integer.parseInt(token));

}

其中 isNumber(token) 方法用于判断当前元素是否是一个操作数,代码如下:

private static boolean isNumber(String s) {

    return s.matches("\\d+");

}

第五步:当元素是操作符时,弹出栈顶的两个操作数,并进行相应的计算。将计算结果压入栈。代码如下:

else {

    int b = stack.pop();

    int a = stack.pop();

    switch (token) {

        case "+":

            stack.push(a + b);

            break;

        case "-":

            stack.push(a - b);

            break;

        case "*":

            stack.push(a * b);

            break;

        case "/":

            stack.push(a / b);

            break;

    }

}

第六步:循环结束后,栈中剩下的元素即为表达式的计算结果,返回栈顶元素即可。代码如下:

return stack.pop();

完整代码如下:

import java.util.Stack;

public class ReversePolishNotation {

    public static void main(String[] args) {

        String[] tokens = {"2", "1", "+", "3", "*"};

        int result = evaluateReversePolishNotation(tokens);

        System.out.println(result);

    }

    public static int evaluateReversePolishNotation(String[] tokens) {

        Stack<Integer> stack = new Stack<>();

        for (String token : tokens) {

            if (isNumber(token)) {

                stack.push(Integer.parseInt(token));

            } else {

                int b = stack.pop();

                int a = stack.pop();

                switch (token) {

                    case "+":

                        stack.push(a + b);

                        break;

                    case "-":

                        stack.push(a - b);

                        break;

                    case "*":

                        stack.push(a * b);

                        break;

                    case "/":

                        stack.push(a / b);

                        break;

                }

            }

        }

        return stack.pop();

    }

    private static boolean isNumber(String s) {

        return s.matches("\\d+");

    }

}

运行结果为 9。

总结:

通过使用Java函数实现逆波兰表达式求值算法,我们可以看到其主要实现步骤包括定义栈、循环遍历元素、操作数入栈、操作符弹出栈顶元素进行相应计算等。