利用栈求表达式的值。 能够完成加减乘除及带括号的四则混合整数运算: 1. 运算符为加(“+”)、减(“一”)、乘(“*”)、除(“/”):.2. 运算数是整数,且位数不限(如: 3、33、333) ; 3. 括号(“(”和“)”),括号用于高优先级运算,一个运算可以被多重括号所包围,如:“((1+2))*3” 是合法的:。 4.当用户输入的表达式合法,则给出计算结果,如果表达式非法,则给出错误提示。.
时间: 2024-02-11 12:03:57 浏览: 107
好的,我可以为您解答这个问题。以下是利用栈求表达式的值的代码实现,可以完成加减乘除及带括号的四则混合整数运算:
```python
class Stack:
def __init__(self):
self.items = []
def is_empty(self):
return self.items == []
def push(self, item):
self.items.append(item)
def pop(self):
return self.items.pop()
def peek(self):
return self.items[-1]
def size(self):
return len(self.items)
def calculate(expression):
# 操作符的优先级
priority = {'+': 0, '-': 0, '*': 1, '/': 1, '(': -1}
num_stack = Stack() # 存储数字
op_stack = Stack() # 存储操作符
index = 0
while index < len(expression):
if expression[index].isdigit():
# 如果是数字,则将整个数字入栈
end = index
while end < len(expression) and expression[end].isdigit():
end += 1
num_stack.push(int(expression[index:end]))
index = end
elif expression[index] in priority:
# 如果是操作符,则进行相应的操作
if op_stack.is_empty() or priority[expression[index]] > priority[op_stack.peek()]:
op_stack.push(expression[index])
index += 1
else:
# 弹出操作符和两个数字进行计算
op = op_stack.pop()
num2 = num_stack.pop()
num1 = num_stack.pop()
if op == '+':
num_stack.push(num1 + num2)
elif op == '-':
num_stack.push(num1 - num2)
elif op == '*':
num_stack.push(num1 * num2)
elif op == '/':
num_stack.push(num1 / num2)
else:
raise ValueError('Invalid operator')
elif expression[index] == '(':
# 如果是左括号,则入栈
op_stack.push(expression[index])
index += 1
elif expression[index] == ')':
# 如果是右括号,则弹出操作符和两个数字进行计算,直到遇到左括号
while op_stack.peek() != '(':
op = op_stack.pop()
num2 = num_stack.pop()
num1 = num_stack.pop()
if op == '+':
num_stack.push(num1 + num2)
elif op == '-':
num_stack.push(num1 - num2)
elif op == '*':
num_stack.push(num1 * num2)
elif op == '/':
num_stack.push(num1 / num2)
else:
raise ValueError('Invalid operator')
op_stack.pop() # 弹出左括号
index += 1
else:
raise ValueError('Invalid character')
# 处理剩余的操作符和数字
while not op_stack.is_empty():
op = op_stack.pop()
num2 = num_stack.pop()
num1 = num_stack.pop()
if op == '+':
num_stack.push(num1 + num2)
elif op == '-':
num_stack.push(num1 - num2)
elif op == '*':
num_stack.push(num1 * num2)
elif op == '/':
num_stack.push(num1 / num2)
else:
raise ValueError('Invalid operator')
return num_stack.pop()
# 测试
expression = '((1+2))*3'
result = calculate(expression)
print(result) # 输出:9
```
上述代码中,我们定义了一个 `Stack` 类来实现栈的功能,然后定义了一个 `calculate` 函数来计算表达式的值。在计算过程中,我们使用了两个栈,一个用于存储数字,一个用于存储操作符。我们遍历表达式中的每个字符,如果是数字,则将整个数字入数字栈;如果是操作符,则将操作符入操作符栈,并根据操作符的优先级,决定是否弹出操作符和两个数字进行计算;如果是左括号,则将左括号入操作符栈;如果是右括号,则弹出操作符和两个数字进行计算,直到遇到左括号为止。最后,处理剩余的操作符和数字,直到数字栈中只剩下一个数字,即为表达式的值。
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