227. Basic Calculator

1. 问题描述

Implement a basic calculator to evaluate a simple expression string.

The expression string contains only non-negative integers, +, -, *, / operators and empty spaces . The integer division should truncate toward zero.

You may assume that the given expression is always valid.

Some examples:

"3+2*2" = 7
" 3/2 " = 1
" 3+5 / 2 " = 5

Note: Do not use the eval built-in library function.

Tags:String

Similar Problems:(H)Basic Calculator、(H)Expression Add Operators

Solution:

class Solution {
public:
int calculate(string s) {

}
};

2. 解答思路

2.1 合法性判断

空字符串

在第一个数字字符('0'~'9')出现前(假设在位置i)，则位置0到位置i的字符只能为空格‘ ’或一个正负号‘+’或‘-’号

除数字、加、减、乘、除、空格字符外，其他字符均为非法字符，返回0。同时，需设置全局标志位，与计算结果为0进行区分

有没有可能多个运算符字符相邻？e.g. "- + /"、“*/-” etc. 不会，因为题目中说You may assume that the given expression is always valid.

若有溢出如何处理

2.2 整数提取

如何从相邻的多个空格与数字字符的串中，提取出整数

2.3 算法

原则：两次循环，先算乘除、再算加减

第1轮循环：若遇到乘除运算符，则将栈顶元素与提取的数字进行运算，删除栈顶元素，将结果入栈，依次类推...

第2轮循环：将栈中元素依次取出进行加法运算

3. 代码

#include <cctype>    //使用isdigit()、isspace()函数时需要
#include <stack>     //使用STL stack时需要
using namespace std;
class Solution {
public:
int calculate(string s) {
long long num = 0;
char ch_Oper = '+';//用于保存提取到的运算符
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)//使用size()函数与使用length()函数的区别
{
if (isdigit(s[i])) //检查参数c是否为阿拉伯数字0到9
{
num = num * 10 + s[i] - '0';
}

if (!isdigit(s[i]) && !isspace(s[i]) || i == s.size()-1)//i == s.size()-1表示单独处理最后一个整数
{
switch (ch_Oper)
{
case '+':
break;
case '-':
num = -num;
break;
case '*':
num = numStack.top() * num;
numStack.pop();
break;
case '/':
num = numStack.top() / num;
numStack.pop();
break;
default:
break;
}

numStack.push(num);
num  = 0;
ch_Oper = s[i];
}
}

while (!numStack.empty())
{
num += numStack.top();
numStack.pop();
}

return (int)num;
}

private:
stack<long long> numStack;
};

4. 反思

本题代码中有处处理很是巧妙：

若遇到负号运算符'-'，则令num = -num，从而在第二次循环(while循环)中，只需进行加法运算。

小知识点：

isdigit()、isspace()的用法（需包含#include <ctype.h>(旧版),#include <cctype>(新版)头文件）

STL中stack容器的用法

string s, 如何判断其大小：s.size()、s.length()；如何访问其中的某个字符：s[i]、s.at(i)

如何使用堆栈实现算术运算，如何将减法转换为加法，如何处理乘除运算