广告
返回顶部
首页 > 资讯 > 后端开发 > Python >Java数据结构之栈与综合计算器的实现
  • 620
分享到

Java数据结构之栈与综合计算器的实现

Java 栈 综合计算器Java 栈Java 综合计算器 2022-11-13 18:11:22 620人浏览 泡泡鱼

Python 官方文档:入门教程 => 点击学习

摘要

目录1.栈1.1 栈的简介1.2 使用数组模拟栈1.3 栈的测试2.综合计算器的实现2.1 需求简介2.2 详细思路及分步图解2.3 完整代码及测试1.栈 1.1 栈的简介 栈(st

1.栈

1.1 栈的简介

栈(stack)是具有 先进后出 特性的有序列表。即限制线性表中的元素的插入和删除只能在同一端。

  • 栈顶:允许插入和删除的一端
  • 栈底:固定的一端

因此,最先放入栈的元素在栈底,最后放入的元素在栈顶。当删除(出栈)的时候,正好相反,栈顶元素先删除,即最后放入的元素。

出栈入栈的示意图如下:

Top初始指向最底端,在数组模拟时,初始一般为-1。进行入栈操作时,每进一个元素,Top都会自增,指向栈顶元素。出栈则是入栈的逆过程。

1.2 使用数组模拟栈

因为栈的实现较为简单,这里直接展示代码,详细实现思路可以见代码注释。

ArrayStack.java


@SuppressWarnings({"all"})
public class ArrayStack {
    private int maxSize; //栈的大小
    private int[] stack; //用数组模拟栈
    private int top = -1; //指向栈顶

    //构造器
    public ArrayStack(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        this.stack = new int[this.maxSize];
    }

    //判断栈满
    public boolean isFull(){
        return top == maxSize - 1;
    }

    //判断栈空
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }

    //入栈
    public void push(int value){
        //判断是否满
        if (isFull()){
            System.out.println("栈已满,无法入栈!");
            return;
        }
        //入栈操作
        stack[++top] = value;
    }

    //出栈
    public int pop(){
        //先判断是否为空
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("当前栈已空,无法出栈!");
        }
        //出栈操作
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //遍历
    public void showStack(){
        //从栈顶开始遍历
        if (isEmpty()){
            System.out.println("栈空");
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--){
            System.out.printf("stack[%d] = %d\n", i, stack[i]);
        }
    }
}

1.3 栈的测试

测试代码及结果如下:

import java.util.Scanner;


@SuppressWarnings({"all"})
public class ArrayStackDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack arrayStack = new ArrayStack(4);
        String key = "";
        boolean loop = true; //控制菜单
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (loop){
            System.out.println("show 显示栈");
            System.out.println("exit 退出栈");
            System.out.println("pop 出栈");
            System.out.println("push 入栈");
            System.out.println("请输入:");
            key = scanner.next();
            switch (key){
                case "show":
                    arrayStack.showStack();
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                case "push":
                    System.out.println("请输入要存入的值: ");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayStack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        System.out.println(arrayStack.pop() + "出栈");
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
                default:
                    System.out.println("输入有误,请重新输入!");
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序结束...");
    }
}

实现结果:

show 显示栈
exit 退出栈
pop 出栈
push 入栈
请输入:
push
请输入要存入的值: 
1
show 显示栈
exit 退出栈
pop 出栈
push 入栈
请输入:
push
请输入要存入的值: 
2
show 显示栈
exit 退出栈
pop 出栈
push 入栈
请输入:
pop
2出栈
show 显示栈
exit 退出栈
pop 出栈
push 入栈
请输入:
show
stack[0] = 1
show 显示栈
exit 退出栈
pop 出栈
push 入栈
请输入:
exit
程序结束...

Process finished with exit code 0

2.综合计算器的实现

2.1 需求简介

简单计算器的实现旨模拟计算机计算表达式。

例: 输入:3+2*6-2

计算机可以通过读取字符串,判断数字或者符号,以及算术符号的优先级进行计算操作,返回正确的结果。

输出:13

2.2 详细思路及分步图解

思路如下:

1.通过一个index索引值来 遍历算式表达式;

2.使用两个栈来模拟。一个为数字栈,一个为符号栈;

3.如果为数字,则入数字栈;

4.如果为符号,则分以下情况:

  • 符号栈为空:直接入符号栈;
  • 符号栈不为空:将当前符号与符号栈中的栈顶元素进行优先级比较。 如果当前操作符号优先级小于栈顶元素,则取出符号栈的栈顶元素,并从数字栈取出两个数进行运算,得到数字结果入数字栈,并将当前操作符入符号栈。如果当前的操作符的优先级大于符号栈栈顶元素,则直接入符号栈。

5.当表达式扫描完毕,则顺序从数字栈和符号栈取出对应的数字和符号进行计算,将结果继续存入数字栈,直到符号栈为空;

6.此时,数字栈只剩下了计算的结果, 该结果即为表达式的值。

以3+2*6-2为例:

先将3入数字栈

+ 入符号栈

2入数字栈

遇到了 *,将其与符号栈的栈顶元素 + 比较,* 的优先级更高,因此,* 直接入符号栈

6 入数字栈

- 与符号栈栈顶 * 进行比较,-优先级低,因此,将符号栈的栈顶 * 出栈。数字栈依次出栈两个数6、2,计算2*6的值为12,并将12入数字栈,当前操作符- 入符号栈

2 入栈,至此,表达式遍历完成。下面将要开始依次取值计算,直到符号栈为空。

将2、12从数字栈取出,将-从符号栈取出,计算12-2的值10,入数字栈

依次将10、3从数字栈出栈,+从符号栈取出,并计算3+10的值为13,13入数字栈。此时,符号栈为空,运算到此为止,13即为表达式的结果。

2.3 完整代码及测试

在实际编码过程中,如果遇到数字需要继续判断下一位是否为数字,如果为数字,则需要将这几个字符进行拼接字符串的操作,再存入数字栈中。即,需要对多位数进行处理。

为了实现方便,这里我们使用Java自带的stack类。

import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;


@SuppressWarnings({"all"})
public class Calculator {

    public static void main(String[] args) {
        //接收表达式
        System.out.println("请输入表达式: ");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String expression = scanner.next();
        //创建一个数栈 一个符号栈
        Stack<Integer> numStack = new Stack<>();
        Stack<Integer> operStack = new Stack<>();
        //定义变量
        int index = 0; //用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' '; //每次扫描的char保存
        String keepNum = ""; //用于保存多位数字进行拼接
        //扫描计算
        while (true){
            //依次得到expression每一个字符
            ch = expression.substring(index, index+1).charAt(0);
            //判断ch进行相应的处理
            if (isOper(ch)){
                //如果是运算符
                if (operStack.isEmpty()){
                    //判断当前的符号栈是否为空,若为空直接入栈
                    operStack.push((int)ch);
                }else {
                    //符号栈不为空
                    //若当前操作符优先级小于等于栈中的操作符
                    if (priority(ch) <= priority(operStack.peek())){
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = cal(num1, num2, oper);
                        //将运算结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        //将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push((int) ch);
                    }else {
                        operStack.push((int) ch);
                    }
                }
            }else {
                //如果是数字直接入数栈
                //需要考虑多位数的情况
                //如果当前位置为数字,则继续向后看,直到为符号或者遍历完成为止
                //已经查看的数字进行字符串拼接,即为正确的数字
                keepNum += ch;
                //如果已经到末尾,则直接入栈
                if (index == expression.length()-1){
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                }else {
                    //判断下一个字符是否为数字,若是则继续扫描,不是则直接入栈
                    if (isOper(expression.substring(index+1, index+2).charAt(0))){
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum)); //1的ascII码为49,而ch为字符
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            //index+1 并判断是否扫描完毕
            index++;
            if (index >= expression.length()){
                break;
            }
        }

        //表达式扫描完毕过后,顺序的从数栈和符号栈取出对应的数字和符号进行运算
        //最后数栈只剩的一个数字为结果
        //也可以判断符号栈是否为空,如果为空则说明数栈只剩一个数
        while (numStack.size() > 1){
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);
        }
        //打印结果
        System.out.println("结果: " + numStack.pop());
    }

    //返回运算符号的优先级,返回数字越大,优先级越大
    public static int priority(int operation){
        if (operation == '*' || operation == '/'){
            return 1;
        }else if (operation == '+' || operation == '-'){
            return 0;
        }else {
            return -1;
        }
    }

    //判断是否为运算符
    public static boolean isOper(char val){
        return val == '+' || val == '-' || val == '/' || val == '*';
    }

    //计算方法
    public static int cal(int num1, int num2, int operation){
        int res = 0; //存放返回的结果
        switch (operation){
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}

实现结果:

到此这篇关于Java数据结构之栈与综合计算器的实现的文章就介绍到这了,更多相关Java栈 综合计算器内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网!

--结束END--

本文标题: Java数据结构之栈与综合计算器的实现

本文链接: https://www.lsjlt.com/news/170213.html(转载时请注明来源链接)

有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com    QQ/279061341

本篇文章演示代码以及资料文档资料下载

下载Word文档到电脑,方便收藏和打印~

下载Word文档
猜你喜欢
  • Java数据结构之栈与综合计算器的实现
    目录1.栈1.1 栈的简介1.2 使用数组模拟栈1.3 栈的测试2.综合计算器的实现2.1 需求简介2.2 详细思路及分步图解2.3 完整代码及测试1.栈 1.1 栈的简介 栈(st...
    99+
    2022-11-13
    Java 栈 综合计算器 Java 栈 Java 综合计算器
  • Java用栈实现综合计算器
    目录栈Java实现栈栈实现综合计算器1.中缀表达式直接计算2.后缀表达式计算中缀表达式转后缀表达式栈 栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表 。限定仅在表尾进行插入和删除...
    99+
    2022-11-13
  • Java怎么用栈实现综合计算器
    本篇内容介绍了“Java怎么用栈实现综合计算器”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!栈栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线...
    99+
    2023-07-02
  • 栈的应用-综合计数器的实现
    目录 前言 一、思路分析 二、代码实现 总结 前言 在实现综合计数器之前,大家应该先了解一下什么是前中后缀表达式 前缀、中缀和后缀表达式是表示数学表达式的三种不同方式。 前缀表达式(也称为波兰式或前缀记法):操作符位于操作数之前。例...
    99+
    2023-09-25
    java 数据结构
  • Java 数据结构与算法系列精讲之栈
    目录概述栈栈实现push方法pop方法main完整代码概述 从今天开始, 小白我将带大家开启 Jave 数据结构 & 算法的新篇章. 栈 栈 (Stack) 是一种运算受限...
    99+
    2022-11-13
  • JavaScript数据结构与算法之栈实例分析
    这篇文章主要介绍了JavaScript数据结构与算法之栈实例分析的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇JavaScript数据结构与算法之栈实例分析文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。1.认识栈栈:...
    99+
    2023-07-02
  • Java数据结构之栈与队列实例详解
    目录一,栈1,概念2,栈的操作3,栈的实现 4,实现mystack二,队列1,概念 2,队列的实现 3,实现myqueue栈、队列与数组的区别?总结 一,栈 1,概念 在我们软件应用...
    99+
    2022-11-12
  • MongoDB与大数据技术栈的结合实践与架构设计
    MongoDB是一款非关系型数据库,具有高可扩展性、高性能和灵活的数据模型等特点,在大数据领域有着广泛的应用。本文将介绍MongoDB与大数据技术栈的结合实践与架构设计。一、MongoDB在大数据技术栈中的地位和作用在大数据技术栈中,Mon...
    99+
    2023-11-02
    大数据 实践 MongoDB 架构设计 技术栈
  • Python数据结构与算法中的栈怎么实现
    这篇文章主要介绍“Python数据结构与算法中的栈怎么实现”,在日常操作中,相信很多人在Python数据结构与算法中的栈怎么实现问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Python数据结构与算法中的栈怎...
    99+
    2023-06-29
  • Java数据结构与算法之栈(动力节点Java学院整理)
    stack,中文翻译为堆栈,其实指的是栈,heap,堆。这里讲的是数据结构的栈,不是内存分配里面的堆和栈。栈是先进后出的数据的结构,好比你碟子一个一个堆起来,最后放的那个是堆在最上面的。队列就是排队买苹果,先去的那个可以先买。栈public...
    99+
    2023-05-31
    java 数据结构 算法
  • Java数据结构之栈的基本定义与实现方法示例
    本文实例讲述了Java数据结构之栈的基本定义与实现方法。分享给大家供大家参考,具体如下:一、概述:1、基本概念:栈是一种数据结构,是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。它按照后进先出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,...
    99+
    2023-05-30
    java 数据结构
  • Java数据结构与算法之循环队列的实现
    目录概述循环队列循环队列实现改变队列大小enqueue 方法dequeue 方法main完整代码 概述 从今天开始, 小白我将带大家开启 Jave 数据结构 & 算法的新篇章...
    99+
    2022-11-12
  • Java数据结构之KMP算法的实现
    目录问题介绍暴力求解知识补充Next示例Next代码匹配示例匹配代码完整代码本次我们介绍数据结构中的KMP算法,我们会从下面几个角度来介绍: 问题介绍 首先我们先介绍适用于KMP算法...
    99+
    2022-11-21
    Java KMP算法 Java KMP
  • C语言深入刨析数据结构之栈与链栈的设计与应用
    目录一.栈的定义二.栈的特点三.栈的理解四.链栈引入五.链栈定义六.链栈的结构体设计七.链栈的基本操作7.1链栈的初始化7.2链栈判空7.3链栈入栈7.4链栈出栈7.5取栈顶元素八....
    99+
    2022-11-13
  • C语言数据结构之栈与队列的相互实现
    目录一、用对列实现栈代码实现二、用栈实现队列代码实现一、用对列实现栈 题干要求: 细节分析:队列是先进先出; 要实现的栈是先进后出。 解题思路:假设:先用一个队列储存数据 N 个,...
    99+
    2022-11-13
  • Java数据结构之有向图设计与实现详解
    目录前言定义及相关术语API设计代码实现前言 在实际生活中,很多应用相关的图都是有方向性的,最直观的就是网络,可以从A页面通过链接跳转到B页面,那么a和b连接的方向是a->b,...
    99+
    2022-11-13
    Java数据结构有向图 Java有向图
  • Java数据结构之集合框架与常用算法详解
    目录1 集合框架1.1 集合框架概念1.2 容器涉及的数据结构2 算法2.1 算法概念2.2 算法效率3 时间复杂度3.1 时间复杂度概念3.2 大O的渐进表示法3.3 推导大O阶方...
    99+
    2023-05-18
    Java集合框架 Java算法
  • Java数据结构之图的原理与实现
    目录1 图的定义和相关概念2 图的存储结构2.1 邻接矩阵2.2 邻接表3 图的遍历3.1 深度优先遍历3.2 广度优先遍历4 图的实现4.1 无向图的邻接表实现4.2 有向图的邻接...
    99+
    2022-11-13
  • Android实践(计算器的数据结构实现)
    新的知识,新的开始。 接下来一起探讨使用Android技术解决计算器诸多问题,首先这个方法并不是适合所有人,有数据结构基础的同学可以稍微看看。 一般实现Android计算器都是...
    99+
    2022-06-06
    数据 数据结构 Android
  • Java数据结构专题解析之栈和队列的实现
    目录1. 栈1.1 概念1.2 助解图题1.3 栈的数组实现1.4 问题1.5 栈的单链表实现2. 队列2.1 概念2.2 问题2.3 队列的单链表实现2.4 数组实现队列2.5 循...
    99+
    2022-11-12
软考高级职称资格查询
编程网,编程工程师的家园,是目前国内优秀的开源技术社区之一,形成了由开源软件库、代码分享、资讯、协作翻译、讨论区和博客等几大频道内容,为IT开发者提供了一个发现、使用、并交流开源技术的平台。
  • 官方手机版

  • 微信公众号

  • 商务合作