LeetCode-150-逆波兰表达式求值

题目

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。

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

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

题解

现附上比较好的代码，后面是我自己写的，时间复杂度才20%+：

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<Integer>();
        int n = tokens.length;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            String token = tokens[i];
            if (isNumber(token)) {
                stack.push(Integer.parseInt(token));
            } else {
                int num2 = stack.pop();
                int num1 = stack.pop();
                switch (token) {
                    case "+":
                        stack.push(num1 + num2);
                        break;
                    case "-":
                        stack.push(num1 - num2);
                        break;
                    case "*":
                        stack.push(num1 * num2);
                        break;
                    case "/":
                        stack.push(num1 / num2);
                        break;
                    default:
                }
            }
        }
        return stack.pop();
    }

    public boolean isNumber(String token) {
        return !("+".equals(token) || "-".equals(token) || "*".equals(token) || "/".equals(token));
    }
}

运算规则：

如果没有压栈符号，数字、符号正常压栈；

如果压栈一次符号了，遇到数字、符号需要先计算之前的结果，结果压栈，再压栈新的数字、符号；

用数字栈、符号栈分别存放数据。

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Deque<Integer> number = new LinkedList<>();
        Deque<Character> token = new LinkedList<>();

        for (int i = 0; i < tokens.length; i++) {
            if (isNumber(tokens[i]) && token.isEmpty()) { // 无符号，数字
                number.push(Integer.valueOf(tokens[i]));
            } else if (!isNumber(tokens[i]) && token.isEmpty()) { // 无符号，符号
                token.push(tokens[i].charAt(0));
            } else if (isNumber(tokens[i]) && !token.isEmpty()) { // 有符号，数字
                Integer num2 = number.pop();
                Integer num1 = number.pop();
                Character ch = token.pop();
                Integer res = calculate(num1, num2, ch);
                number.push(res);
                number.push(Integer.valueOf(tokens[i]));
            } else if (!isNumber(tokens[i]) && !token.isEmpty()) { // 有符号，先计算，再压栈
                Integer num2 = number.pop();
                Integer num1 = number.pop();
                Character ch = token.pop();
                Integer res = calculate(num1, num2, ch);
                number.push(res);
                token.push(tokens[i].charAt(0));
            }
        }
        if (token.isEmpty()) {
            return number.peek();
        } else {
            while (!token.isEmpty()) {
                Integer num2 = number.pop();
                Integer num1 = number.pop();
                Character ch = token.pop();
                Integer res = calculate(num1, num2, ch);
                number.push(res);
            }
        }
        return number.peek();
    }

    public boolean isNumber(String s) {
        return s.charAt(0) >= '0' && s.charAt(0) <= '9' || s.charAt(0) == '-' && s.length() > 1;
    }

    public Integer calculate(Integer num1, Integer num2, Character ch) {
        switch (ch) {
            case '+':
                return num1 + num2;
            case '-':
                return num1 - num2;
            case '*':
                return num1 * num2;
            case '/':
                return num1 / num2;
        }
        return 0;
    }
}