Leetcode的AC指南 —— 栈与队列 :150. 逆波兰表达式求值

摘要:

**Leetcode的AC指南 —— 栈与队列 :150. 逆波兰表达式求值 **。题目介绍: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。

文章目录

  • 一、题目
    • **进阶:**
    • 二、解析 (go语言版)
      • 1、栈
      • 三、其他语言版本
        • Java
        • Python
        • C++

一、题目


题目介绍: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。

力扣题目链接

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 <= 104

tokens[i] 是一个算符(“+”、“-”、“*” 或 “/”),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

进阶:

二、解析 (go语言版)


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

1、栈

动画演示:

func evalRPN(tokens []string) int {var stack []int // 空栈
	for _, token := range tokens { // 遍历tokens中的每个字符串
		// token 不是+-*/就时数字,
		// token是操作符,则从栈弹出两个数字,进行相应运算,然后将相应结果压入栈中
		// token是数字,则将字符串转化为int类型的数字,压入栈中
		switch token {case "+":
			num2 := stack[len(stack)-1]
			num1 := stack[len(stack)-2]
			stack = stack[:len(stack)-2]
			stack = append(stack, num1+num2)
		case "-":
			num2 := stack[len(stack)-1]
			num1 := stack[len(stack)-2]
			stack = stack[:len(stack)-2]
			stack = append(stack, num1-num2)
		case "*":
			num2 := stack[len(stack)-1]
			num1 := stack[len(stack)-2]
			stack = stack[:len(stack)-2]
			stack = append(stack, num1*num2)
		case "/":
			num2 := stack[len(stack)-1]
			num1 := stack[len(stack)-2]
			stack = stack[:len(stack)-2]
			stack = append(stack, num1/num2)
		default:
			num, _ := strconv.Atoi(token)
			stack = append(stack, num)
		}
	}
	return stack[0]
}
  • 代码优化
    func evalRPN(tokens []string) int {stack := []int{}
    	for _, token := range tokens {val, err := strconv.Atoi(token)
    		if err == nil {stack = append(stack, val)
    		} else { // 如果err不为nil说明不是数字
    			num1, num2 := stack[len(stack)-2], stack[(len(stack))-1]
    			stack = stack[:len(stack)-2]
    			switch token {case "+":
    				stack = append(stack, num1+num2)
    			case "-":
    				stack = append(stack, num1-num2)
    			case "*":
    				stack = append(stack, num1*num2)
    			case "/":
    				stack = append(stack, num1/num2)
    			}
    		}
    	}
    	return stack[0]
    }
    

    三、其他语言版本


    Java

    class Solution { public int evalRPN(String[] tokens) { Deque stack = new LinkedList();
            for (String s : tokens) { if ("+".equals(s)) { // leetcode 内置jdk的问题,不能使用==判断字符串是否相等
                    stack.push(stack.pop() + stack.pop());      // 注意 - 和/ 需要特殊处理
                } else if ("-".equals(s)) { stack.push(-stack.pop() + stack.pop());
                } else if ("*".equals(s)) { stack.push(stack.pop() * stack.pop());
                } else if ("/".equals(s)) { int temp1 = stack.pop();
                    int temp2 = stack.pop();
                    stack.push(temp2 / temp1);
                } else { stack.push(Integer.valueOf(s));
                }
            }
            return stack.pop();
        }
    }
    

    Python

    from operator import add, sub, mul
    class Solution:
        op_map = {'+': add, '-': sub, '*': mul, '/': lambda x, y: int(x / y)}
        
        def evalRPN(self, tokens: List[str]) -> int:
            stack = []
            for token in tokens:
                if token not in {'+', '-', '*', '/'}:
                    stack.append(int(token))
                else:
                    op2 = stack.pop()
                    op1 = stack.pop()
                    stack.append(self.op_map[token](op1, op2))  # 第一个出来的在运算符后面
            return stack.pop()
    

    C++

    class Solution {public:
        int evalRPN(vector& tokens) { // 力扣修改了后台测试数据,需要用longlong
            stack st; 
            for (int i = 0; i < tokens.size(); i++) { if (tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/") { long long num1 = st.top();
                    st.pop();
                    long long num2 = st.top();
                    st.pop();
                    if (tokens[i] == "+") st.push(num2 + num1);
                    if (tokens[i] == "-") st.push(num2 - num1);
                    if (tokens[i] == "*") st.push(num2 * num1);
                    if (tokens[i] == "/") st.push(num2 / num1);
                } else { st.push(stoll(tokens[i]));
                }
            }
            int result = st.top();
            st.pop(); // 把栈里最后一个元素弹出(其实不弹出也没事)
            return result;
        }
    };