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:
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。
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();
}