目录
一、栈的介绍
1、入栈和出栈
2、栈的使用场景
3、栈的代码实现
3.1 思路分析
3.2 代码实现
4、栈实现模综合计算器
4.1 思路分析
4.2 代码实现
一、栈的介绍 1、入栈和出栈 2、栈的使用场景 3、栈的代码实现 3.1 思路分析 3.2 代码实现
数组模拟栈：
package Stack;
import java.util.Scanner;
public class ArrayStackDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试一下ArrayStack是否正确
//先创建一个ArrayStack对象表示栈
ArrayStack stack=new ArrayStack(4);
String key="";
boolean loop=true; //控制是否退出菜单
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
while(loop) {
System.out.println("show: 表示显示栈");
System.out.println("exit: 退出程序");
System.out.println("push: 添加数据到栈");
System.out.println("pop: 从栈取出数据");
key = scanner.next();
switch (key) {
case "show":
stack.list();
break;
case "push":
System.out.println("请输入一个数");
int value = scanner.nextInt();
stack.push(value);
break;
case "pop":
try {
int res = stack.pop();
System.out.printf("出栈的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case "exit":
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出");
}
}
//定义一个ArrayStack表示栈
class ArrayStack{
private int maxSize;//栈的大小
private int[] stack; //数组模拟栈，数据就放在该数组中
private int top=-1; //top表示栈顶，初始化为-1
//构造器
public ArrayStack(int maxSize){
this.maxSize=maxSize;
stack=new int[this.maxSize];
}
//栈满
public boolean isFul(){
return top==maxSize-1;
}
//栈空
public boolean isEmpty(){
return top==-1;
}
//入栈
public void push(int value){
//先判断栈是否满
if(isFul()){
System.out.println("栈满");
return;
}
top++;
stack[top]=value;
}
//出栈-将栈顶的数据返回
public int pop(){
//先判断栈是否空
if(isEmpty()){
//抛出异常来处理
throw new RuntimeException("栈空,没有数据");//运行异常可以直接抛出，不去捕获代码也没问题
}
int value=stack[top];
top--;
return value;
}
//遍历栈,注意遍历时需要从栈顶开始显示数据
public void list(){
if(isEmpty()){
System.out.println("栈空，没有数据");
return;
}
for(int i=top;i>=0;i--){
System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
}
}
} public static void main(String[] args) {
String expression = "70-4/2+5*2";
//创建两个栈
ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
//定义需要的相关变量
int index = 0;
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int oper = 0;
int res = 0;
char ch = ' ';//将每次扫描得到char保存到ch
String keepNum="";//用于拼接多位数的
//开始while循环的扫描expression
while (true) {
//依次得到expression的每一个字符
//这里直接用CharAt也行charAt(index);
ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
//判断ch是什么，然后做相应的处理
if (operStack.isOper(ch)) {
//如果是运算符
//判断当前的符号栈是否为空
if (!operStack.isEmpty()) {
//处理
if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = operStack.pop();
res = numStack.cal(num1, num2, oper);
//把运算的结果入数栈
numStack.push(res);
//然后将当前的操作符存入符号栈
operStack.push(ch);
} else {
//如果当前的操作符优先级大于栈中的操作符，就直接入符号栈
operStack.push(ch);
}
} else {
//如果为空直接入栈
operStack.push(ch);
}
} else {
//1、当处理多位数时，不能发现一个数就立即入栈，因为他可能是多位数
//2、在处理数时，需要向expression的比表达式的index后再看一位，如果是数，就继续扫描，如果是符号再入栈
//3、因此我们需要定义一个字符串变量，用于拼接
//numStack.push(ch - 48);
//处理多位数
keepNum+=ch;
//如果ch已经是expression的最后一位，就直接入栈
if(index==expression.length()-1){
numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
}else {
//判断下一个字符是不是数字，如果是数字，就继续扫描，如果是运算符，则入栈
if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
//如果后一位是运算符，则入栈
numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
//注意：要把keepNum清空
keepNum = "";
}
}
}
//让index+1,并判断是否扫描到expression最后
index++;
if (index >= expression.length()) {
break;
}
}
//当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运行
while (true) {
if(operStack.isEmpty()){
break;
}
num1 = numStack.pop();
num2 = numStack.pop();
oper = operStack.pop();
if (!operStack.isEmpty() && operStack.peek() == '-') {
oper = operStack.peek();
}
res = numStack.cal(num1, num2, oper);
numStack.push(res);//入栈
}
System.out.printf("表达式%s=%d",expression,numStack.pop());
}
}
//定义一个ArrayStack表示栈
class ArrayStack2{
private int maxSize;//栈的大小
private int[] stack; //数组模拟栈，数据就放在该数组中
private int top=-1; //top表示栈顶，初始化为-1
//构造器
public ArrayStack2(int maxSize){
this.maxSize=maxSize;
stack=new int[this.maxSize];
}
//栈满
public boolean isFul(){
return top==maxSize-1;
}
//栈空
public boolean isEmpty(){
return top==-1;
}
//入栈
public void push(int value){
//先判断栈是否满
if(isFul()){
System.out.println("栈满");
return;
}
top++;
stack[top]=value;
}
//出栈-将栈顶的数据返回
public int pop(){
//先判断栈是否空
if(isEmpty()){
//抛出异常来处理
throw new RuntimeException("栈空,没有数据");//运行异常可以直接抛出，不去捕获代码也没问题
}
int value=stack[top];
top--;
return value;
}
//遍历栈,注意遍历时需要从栈顶开始显示数据
public void list(){
if(isEmpty()){
System.out.println("栈空，没有数据");
return;
}
for(int i=top;i>=0;i--){
System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
}
}
//返回运算符的优先级，优先级是程序员来确定，优先级使用数字表示，数字越大，优先级越高
public int priority(int oper){
if(oper=='*'||oper=='/'){
return 1;
}else if(oper=='+'||oper=='-'){
return 0;
}else{
return -1;//假定目前的表达式只有加减乘除
}
}
//判断是不是一个运算符
public boolean isOper(char val){
return val=='+'||val=='-'||val=='*'||val=='/';
}
//计算方法
public int cal(int num1,int num2,int oper){
int res=0;//res用于存放计算的结果
switch (oper){
case '+':
res=num1+num2;
break;
case '-':
res=num2-num1;
break;
case '*':
res=num1*num2;
break;
case '/':
res=num2/num1;
break;
default:
break;
}
return res;
}
//增加一个方法，可以返回当前栈顶的值，但没有出栈
public int peek(){
return stack[top];
}
}
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