LeetCode-227 Basic Calculator II

题目描述

Implement a basic calculator to evaluate a simple expression string.

The expression string contains only non-negative integers, +, -, *, / operators and empty spaces . The integer division should truncate toward zero.

题目大意

实现一个最基本的计算器，输入一个字符串，字符串中只包含 ‘0-9’，‘+’，‘-’，‘*’，‘/’，‘ ’。

示例

E1

E2

E3

解题思路

算法要比LeetCode-224简单一些，由于没有小括号，只需要依次从左至右计算就好，可以使用一个数组来保存四个运算符的优先值，在进行计算的时候，将当前的运算符与栈顶保存的运算符比较优先级，若优先级较高则入栈，否则先将栈顶的运算符计算完毕。

复杂度分析

时间复杂度：O(N)

空间复杂度：O(N)

代码

class Solution {
public:
    int calculate(string s) {
        int len = s.length();
        // 将字符串转变为优先级数组中的索引位置，方便之后的比较
        oti['+'] = 0;
        oti['-'] = 1;
        oti['*'] = 2;
        oti['/'] = 3;
        // 依次遍历字符串
        for(int i = 0; i < len; ++i) {
            // 遇到空格跳过
            if(s[i] == ' ')
                continue;
            // 遇到数字入栈
            else if(s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
                int tmp = s[i] - '0', j = i + 1;
                while(j < len && s[j] >= '0' && s[j] <= '9') {
                    tmp *= 10;
                    tmp += s[j] - '0';
                    ++j;
                }
                i = j - 1;
                num.push(tmp);
            }
            // 遇到操作符进行优先级判断，再进行计算和入栈操作
            else {
                while(!op.empty()) {
                    if(!prio[oti[op.top()]][oti[s[i]]])
                        break;
                    cal();
                }
                op.push(s[i]);
            }
        }
        while(num.size() > 1) 
            cal();
        
        return num.top();
    }
    // 将栈顶的两个数字按照操作数栈顶的运算方法计算
    void cal() {
        int a, b, res;
        char o = op.top();
        b = num.top(); num.pop();
        a = num.top(); num.pop();
        op.pop();
        switch(o) {
            case '+' : res = a + b; break;
            case '-' : res = a - b; break;
            case '*' : res = a * b; break;
            case '/' : res = a / b; break;
        }
        num.push(res);
    }
    
private:
    // 保存四个运算符的优先级大小，顺序依次为‘+’，‘-’，‘*’，‘’
    bool prio[4][4] = {
        {true, true, false, false},
        {true, true, false, false},
        {true, true, true, true},
        {true, true, true, true}
    };
    stack<int> num;
    stack<char> op;
    map<char, int> oti;
};