150.逆波兰表达式求值


题目:150.逆波兰表达式求值

给你一个字符串数组 tokens ,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意:

  • 有效的算符为 ‘+’、’-‘、’*’ 和 ‘/‘ 。
  • 每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。
  • 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
  • 表达式中不含除零运算。
  • 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
  • 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

逆波兰表达式:

逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。

平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 (1 + 2 )( 3 + 4 ) 。
该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + )( 3 4 + )
) 。

逆波兰表达式主要有以下两个优点:

去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。
适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中

  • 示例 1:
输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出:9
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9
  • 示例 2:
输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出:6
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6
  • 示例 3:
输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出:22
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22
  • 提示:
1 <= tokens.length <= 10^4
tokens[i] 是一个算符("+"、"-"、"*" 或 "/"),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

思路

要计算逆波兰表示法(RPN)的算术表达式,可以使用一个栈来存储操作数,并在遇到运算符时执行相应的计算。具体思路如下:

  1. 遍历 tokens 数组

    • 如果当前元素是一个操作数(即整数),将其压入栈中。
    • 如果当前元素是一个运算符,弹出栈顶的两个操作数,执行运算,并将结果压入栈中。
  2. 最后栈中只剩下一个元素,即为计算结果。

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(n)

代码

public int evalRPN(String[] tokens) {
    Stack<Integer> tokenStack = new Stack<>();
    for (String token : tokens) {
        // 判断当前字符串是操作数还是运算符
        switch (token) {
            case "+":
                tokenStack.push(tokenStack.pop() + tokenStack.pop());
                break;
            case "-":
                // 弹出栈顶的两个操作数,注意减法的顺序
                int i1 = tokenStack.pop();
                int i2 = tokenStack.pop();
                tokenStack.push(i2 - i1);
                break;
            case "*":
                tokenStack.push(tokenStack.pop() * tokenStack.pop());
                break;
            case "/":
                // 弹出栈顶的两个操作数,注意除法的顺序
                int i3 = tokenStack.pop();
                int i4 = tokenStack.pop();
                tokenStack.push(i4 / i3);
                break;
            default:
                // 当前字符串为操作数,将其转换为整数后压入栈
                tokenStack.push(Integer.parseInt(token));
                break;
        }
    }
    return tokenStack.pop();
}

文章作者: cxyexe
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外,均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 cxyexe !
  目录