突然之间心血来潮,就是想试一试数据结构怎么用.到现在才感觉的,数据结构是一种思想,一种思维方式,用怎样的方式去解决怎样的问题,这些是数据结构和算法给我们的.
言归正传吧,说说这个小计算器(其实还有太多需要扩展和改进的地方).暂时只局限在加减乘除,因为定义的是int类型的,所以也限制在整数运算吧.
主要思路是这样的:计算器最主要的部分是获取用户输入,然后根据算法将获取到的输入存储成为二叉树.当然,肯定要用栈存储的.
先看一下简单的分析:
1+2-3: 存储成二叉树应该是这样的:节点上的值为运算符,左右孩子为数值:
+
/ \
+ 3
/ \
1 2
也就是说,存好后用后序方法来进行读取,然后计算.
如果有*和/,则如下:
1+2*3-6/2:
–
/ \
+ /
/\ / \
1 * 6 2
/\
2 3
其实,从这些分析上,可以得出一个结论,暂且是对于这个计算器范围内的结论(没有括号之类的…)
(1)两个栈,一个CTack,用来存放暂时的操作符,一个TTack,用来存放二叉树.两个栈结构,一个栈存放的是String类型,另一个存放二叉树Node类型.
(2)一次对用户输入的字符进行遍历,通过下面的原则判断是否压栈还是出栈组成二叉树.
方式:首先,在输入字符是数字时,先创建一个TTack,左右孩子赋值为null,data值赋值为数字.
输入遍历到操作符时:a: CTack为空;b:CTack当前操作符优先级<读入的操作符 ; 压栈CTack
aa:CTack当前操作符优先级>=读入操作符优先级,新建Node,出栈TTack中的两个Node分别
作为新Node的左右孩子,操作符作为节点值,之后再次压栈TTack.
(3)读完后,如果CTack还不是null,则以此取出TTack中的两个Node作为新Node的左右孩子,CTack出栈的操作符作为节点值.之后压栈.
思路大体就是这样,这个过程中其实有很多问题,其中比较难的是:如果操作符和已经有的是相等的关系,那么就是循环进行新建节点,压栈这些操作.
核心程序:
package com.pipi.MainProcess;import com.pipi.structure.Node;import com.pipi.structure.OperatorStacks;import com.pipi.structure.Stacks;import com.pipi.util.CheckPriority;import com.pipi.util.Operate;public class Structure {OperatorStacks CTack = new OperatorStacks(); //存放符号Stacks TTack = new Stacks(); //存放二叉树结构private StringBuffer dowithstr = new StringBuffer();public String DowithStr(String getStr){char[] cc = getStr.toCharArray();String ch = new String();for (int i = 0;i < cc.length; i++){if(!Operate.isOperate(String.valueOf(cc[i]))){//如果是数字ch = ch + String.valueOf(cc[i]);int j = (i+1) == cc.length?(cc.length-1):i+1;if(Operate.isOperate(String.valueOf(cc[j])) || cc.length == i+1){Node n = new Node();n.setData(ch);n.setLchild(null);n.setRchild(null);TTack.push(n);ch = "";}}else{// 如果栈里面当前操作符优先级小于或者等于ch优先级,则压栈chwhile(CheckPriority.getPriority(CTack.getFirstStr()) >= CheckPriority.getPriority(String.valueOf(cc[i]))){// 如果栈里面当前操作符优先级大于ch优先级,则栈里面当前操作符出栈,并取得TTack中两个操作数进行运算Node a = TTack.pop();//第一个出栈Node b = TTack.pop();//第二个出栈Node n = new Node();n.setData(CTack.pop());n.setLchild(b);n.setRchild(a);TTack.push(n);//int m = CTack.getPoint()>0?(CTack.getPoint()-1):0;//CTack.setPoint(m);}CTack.push(String.valueOf(cc[i]));}}while(CTack.getPoint() > 0){Node a = TTack.pop();//第一个出栈Node b = TTack.pop();//第二个出栈Node n = new Node();n.setData(CTack.pop());n.setLchild(b);n.setRchild(a);TTack.push(n);}//计算最后的值int result = Operate.getResult(TTack.pop());/** * 遍历二叉树元素,得出结果后没有用啦 */int j = TTack.getPoint(); //当前栈中的个数for(int i = 0; i < j; i++){Node n = TTack.pop();System.out.println(n.getData()+"--------from the getData().");System.out.println(n.getLchild()+"--------from getLchild().");System.out.println(n.getRchild()+"--------from getRchild().");}/** * 遍历操作符,最后没有了 */int k = CTack.getPoint();for(int i = 0; i < k; i++){System.out.println(CTack.pop());}//return "";return result+"";}}
对栈的操作:
package com.pipi.structure;public class OperatorStacks {private int point = 0; //当前位置private String[] sb = new String[100]; //当前位置的内容/** * 获取最上面的元素 * 如果有,则返回,如果没有,则返回一个"###" */public String getFirstStr(){if(point>0){return sb[point-1];}return "###";}public String pop(){if(point > 0){point = point - 1;}return sb[point];}public void push(String n){sb[point] = n;point++;}public int getPoint() {return point;}public void setPoint(int point) {this.point = point;}public String[] getSb() {return sb;}public void setSb(String[] sb) {this.sb = sb;}}
工具操作:其中getResult方法用到了递归调用的方法.
package com.pipi.util;import com.pipi.structure.Node;import com.pipi.structure.OperatorStacks;import com.pipi.structure.Stacks;/** * 两个数之间的计算 * @author ya皮皮 * */public class Operate {public static String opr(String str, int num2, int num1){if(str.equals("+")){return (num2 + num1 +"");}else if(str.equals("-")){return (num2-num1 +"");}else if(str.equals("*")){return (num2*num1 +"");}else{if(num1!=0){return (num2/num1 +"");}return 0+"";}}/** * * @param TTack * @param CTack * @return *///计算public static int getResult(Node n){String result = new String();if(null == n.getLchild() && null == n.getRchild()){result = n.getData();}else{result = opr(n.getData(),getResult(n.getLchild()),getResult(n.getRchild()));}return Integer.parseInt(result);}/** * 判断是不是操作符 */public static boolean isOperate(String str){return "+-*/".indexOf(str) != -1?true:false;}}
定义优先级:
public class CheckPriority {public static int getPriority(String s){if(null == s){return 0;}if(s.equals("*") || s.equals("/")){ //* / 是1级return 2;}else if(s.equals("+") || s.equals("-")){ // + -是0级return 1;}else{return -1;}}}
定义二叉树:
package com.pipi.structure;/** * * @author pipi * 定义二叉树 */public class Node {String data = new String(); //数据Node lchild = null; //左孩子,如果没有,设置为nullNode rchild = null; //右孩子,如果没有,设置为nullpublic String getData() {return data;}public void setData(String data) {this.data = data;}public Node getLchild() {return lchild;}public void setLchild(Node lchild) {this.lchild = lchild;}public Node getRchild() {return rchild;}public void setRchild(Node rchild) {this.rchild = rchild;}}
总结:
其实,这个程序只是实现了一个思想,还有很多没有考虑到的地方,还有很多代码需要重构.总的来说,学会了这种思想也是一个小小的进步,接下来会好好完善一下代码.
GOGO~
只要笑一笑，没什么事请过不了
