go 通过栈实现综合计算器

傷城~ 2021-07-24 21:13 346阅读 0赞

# 一 图解分析 #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 二 代码 #

package main
    
    import (
       "errors"
       "fmt"
       "strconv"
    )
    
    // 使用数组来模拟一个栈
    type Stack struct {
       MaxTop int     // 栈最大可以存放数个数
       Top    int     // 栈顶, 因为栈顶固定，因此我们直接使用 Top
       arr    [20]int // 数组模拟栈
    }
    
    // 入栈
    func (this *Stack) Push(val int) (err error) {
       // 先判断栈是否满
       if this.Top == this.MaxTop-1 {
          fmt.Println("stack full")
          return errors.New("stack full")
       }
       this.Top++
       // 放入数据
       this.arr[this.Top] = val
       return
    }
    
    // 出栈
    func (this *Stack) Pop() (val int, err error) {
       // 判断栈是否空
       if this.Top == -1 {
          fmt.Println("stack empty!")
          return 0, errors.New("stack empty")
       }
    
       // 先取值，再 this.Top--
       val = this.arr[this.Top]
       this.Top--
       return val, nil
    }
    
    // 遍历栈，从栈顶开始遍历
    func (this *Stack) List() {
       // 先判断栈是否为空
       if this.Top == -1 {
          fmt.Println("stack empty")
          return
       }
       fmt.Println("栈的情况如下：")
       for i := this.Top; i >= 0; i-- {
          fmt.Printf("arr[%d]=%d\n", i, this.arr[i])
       }
    
    
    }
    
    // 判断一个字符是不是一个运算符[+, - , * , /]
    func (this *Stack) IsOper(val int) bool {
       if val == 42 || val == 43 || val == 45 || val == 47 {
          return true
       } else {
          return false
       }
    }
    
    // [+, - , * , /] 运算
    func (this *Stack) Cal(num1 int, num2 int, oper int) int {
       res := 0
       switch oper {
       case 42:
          res = num2 * num1
       case 43:
          res = num2 + num1
       case 45:
          res = num2 - num1
       case 47:
          res = num2 / num1
       default:
          fmt.Println("运算符错误.")
       }
       return res
    }
    
    // 返回某个运算符的优先级，由程序员定义
    // * / 定义为 1
    // + - 定义为 0
    func (this *Stack) Priority(oper int) int {
       res := 0
       if oper == 42 || oper == 47 {
          res = 1
       } else if oper == 43 || oper == 45 {
          res = 0
       }
       return res
    }
    
    func main() {
       // 数栈
       numStack := &Stack{
          MaxTop: 20,
          Top:    -1,
       }
       // 符号栈
       operStack := &Stack{
          MaxTop: 20,
          Top:    -1,
       }
    
       exp := "30+30*6-4-6"
       // 定义一个 index ，帮助扫描 exp
       index := 0
       // 为了配合运算，需要定义的变量
       num1 := 0
       num2 := 0
       oper := 0
       result := 0
       keepNum := ""
       for {
          //处理多位数的问题
          ch := exp[index : index+1] // 字符串.
          //ch ==>"+" ===> 43
          temp := int([]byte(ch)[0])  // 就是字符对应的ASCiI码
          if operStack.IsOper(temp) { // 说明是符号
             // 如果 operStack 是一个空栈，直接入栈
             if operStack.Top == -1 { // 空栈
                operStack.Push(temp)
             } else {
                // 如果发现 opertStack 栈顶的运算符的优先级大于等于当前准备入栈的运算符的优先级，
                // 就从符号栈 pop 出，并从数栈也 pop 两个数，进行运算，运算后的结果再重新入栈到数栈，
                // 当前符号再入符号栈
                if operStack.Priority(operStack.arr[operStack.Top]) >=
                   operStack.Priority(temp) {
                   num1, _ = numStack.Pop()
                   num2, _ = numStack.Pop()
                   oper, _ = operStack.Pop()
                   result = operStack.Cal(num1, num2, oper)
                   // 将计算结果重新入数栈
                   numStack.Push(result)
                   // 当前的符号压入符号栈
                   operStack.Push(temp)
                } else {
                   operStack.Push(temp)
                }
             }
          } else { // 说明是数
             // 处理多位数的思路
             // 1 定义一个变量 keepNum string, 做拼接
             keepNum += ch
             // 2 每次要向 index 的后面字符测试一下，看看是不是运算符，然后处理
             // 如果已经到表达最后，直接将 keepNum 入栈
             if index == len(exp)-1 {
                val, _ := strconv.ParseInt(keepNum, 10, 64)
                numStack.Push(int(val))
             } else {
                // 向 index 后面测试看看是不是运算符
                if operStack.IsOper(int([]byte(exp[index+1 : index+2])[0])) {
                   val, _ := strconv.ParseInt(keepNum, 10, 64)
                   numStack.Push(int(val))
                   keepNum = ""
                }
             }
          }
          // 继续扫描
          // 先判断 index 是否已经扫描到计算表达式的最后
          if index+1 == len(exp) {
             break
          }
          index++
       }
    
       // 如果扫描表达式完毕，依次从符号栈取出符号，然后从数栈取出两个数。运算后的结果入数栈，直到符号栈为空。
       for {
          if operStack.Top == -1 {
             break // 退出条件
          }
          num1, _ = numStack.Pop()
          num2, _ = numStack.Pop()
          oper, _ = operStack.Pop()
          result = operStack.Cal(num1, num2, oper)
          // 将计算结果重新入数栈
          numStack.Push(result)
       }
       // 结果是 numStack 最后数
       res, _ := numStack.Pop()
       fmt.Printf("表达式%s = %v", exp, res)
    }

# 三 测试 #

> 表达式30+30\*6-4-6 = 200

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