算法基础系列之四：表达式计算及逆波兰栈

简单的表达式计算及逆波兰栈

今天Boss不在，可以偷偷玩会。想写一个程序计算一个字符串表达式（假定表达式合法），使用逆波兰栈的原理。一开始觉得很容易，写了一会倒也出了不少问题，好在都是些小问题。

1.在字符串拆分那块就琢磨半天，也没想出什么好方法，最后用很土的方法实现的（方法StringSplit）

2.发现老是要判断符号栈是否有元素，干脆先压入一个“$”（operStack.Push("$")），类似“哨兵”。

3.遇到类似“-15*2+3*(1+2)”这样的式子时出错，所以在数字栈中先压入0（numStack.Push(0)）

4.为了在扫描字符串结束后自动弹出符号栈中的符号并计算，在原字符末加上“$”，让程序在遇“$”时弹出所有符号。

程序如下，错误的或都不好的地方大家多多批评，感谢：

 

private static Regex regOper = new Regex(@"[\+\-\*/\(\)$]");
static void Main(string[] args)
{ 
    string expression = Console.ReadLine();
    Stack<double> numStack = new Stack<double>();
    Stack<string> operStack = new Stack<string>();
    numStack.Push(0);
    operStack.Push("$");

    List<string> list = StringSplit(expression);
    string oper = "";
    foreach (string element in list)
    {
        if (regOper.IsMatch(element))
        {
            switch (element)
            {
                case "+":
                case "-":
                    while ((oper = operStack.Pop()) != "$" && oper != "(")
                    {
                        double temp = Cal(numStack.Pop(), numStack.Pop(), oper);
                        numStack.Push(temp);
                    }
                    operStack.Push(oper);
                    operStack.Push(element);
                    break;
                case "*":
                case "/":
                    while ((oper = operStack.Pop()) == "*" || oper == "/")
                    {
                        double temp = Cal(numStack.Pop(), numStack.Pop(), oper);
                        numStack.Push(temp);
                    }
                    operStack.Push(oper);
                    operStack.Push(element);
                    break;
                case "(":
                    operStack.Push(element);
                    break;
                case ")":
                    while ((oper = operStack.Pop()) != "(")
                    {
                        double temp = Cal(numStack.Pop(), numStack.Pop(), oper);
                        numStack.Push(temp);
                    }
                    break;
                default:
                    while ((oper = operStack.Pop()) != "$")
                    {
                        double temp = Cal(numStack.Pop(), numStack.Pop(), oper);
                        numStack.Push(temp);
                    }
                    break;
            }
        }
        else
        {
            numStack.Push(Convert.ToDouble(element));
        }
    }
    Console.WriteLine("表达式结果：" + numStack.Pop());
    Console.Read();
}

//拆分表达式
static List<string> StringSplit(string s)
{
    List<string> list = new List<string>();
    int position = -1;
    s += "$";
    for (int i = 0; i < s.Length; i++)
    {
        if (regOper.IsMatch(s[i].ToString()))
        {
            if (i - position > 1)
            {
                list.Add(s.Substring(position + 1, i - position - 1));
            }
            list.Add(s.Substring(i, 1));
            position = i;
        }
    }
    return list;
}

//计算两个数值的运算结果
static double Cal(double num1, double num2, string oper)
{
    switch (oper)
    {
        case "+":
            return num2 + num1;
        case "-":
            return num2 - num1;
        case "*":
            return num2 * num1;
        case "/":
            return num2 / num1;
        default:
            return 0;
    }
}