C语言实现LeetCode 0227 计算器 II 题目解析
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更新于2024-10-25
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资源摘要信息:"C语言实现LeetCode第227题-基本计算器II解析"
在数据结构与算法领域,LeetCode是一个广泛使用的在线编程平台,它为程序员提供了大量实际编程面试题目的练习机会。第227题是一道与字符串解析和基本的算术计算相关的题目,名为"基本计算器II"。本资源将针对这一题目的解法,提供C语言的实现细节与思路。
### 题目要求
"基本计算器II"要求我们实现一个函数,根据给定的字符串表达式进行计算,该表达式仅包含非负整数、'+'、'-'、'*'、'/'运算符,且所有运算符都确保与数字相邻。需要注意的是,表达式中不会出现括号。
### C语言实现思路
1. **字符串遍历**:首先,需要从左到右遍历输入的字符串表达式。
2. **解析数字**:在遍历过程中,需要处理连续的数字字符,并将其转换成整数。这通常需要一个变量来累积每个数字字符,并在遇到非数字字符时进行转换。
3. **运算符优先级**:根据算术运算符的优先级,'+'和'-'为同一级别,'*'和'/'级别较高。处理优先级较高运算符时,需要先计算乘除结果,再将加减结果压入栈中。
4. **栈的使用**:可以使用两个栈,一个用于存储数字(操作数栈),另一个用于存储运算符(操作符栈)。遍历表达式时,遇到数字压入操作数栈,遇到运算符则根据运算符栈顶元素的优先级决定是否进行计算。
5. **运算处理**:当遇到乘除运算符时,需要从操作数栈中取出相应的数字进行运算,然后将结果压回栈中。当遇到加减运算符或字符串末尾时,将剩余的数字进行加减运算。
6. **错误处理**:在实现过程中,需要考虑输入表达式的合法性,如非法字符的处理。
### C语言代码实现示例
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
int calculate(char *s);
int main() {
char expression[] = "3+5*2-6/2";
printf("The result is: %d\n", calculate(expression));
return 0;
}
int calculate(char *s) {
if (s == NULL) return 0;
int result = 0, num = 0;
char sign = '+';
int len = strlen(s);
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (isdigit(s[i])) {
num = num * 10 + (s[i] - '0');
}
if (!isdigit(s[i]) && s[i] != ' ' || i == len - 1) {
switch (sign) {
case '+': result += num; break;
case '-': result -= num; break;
case '*': result -= num; break;
case '/': result /= num; break;
}
num = 0;
sign = s[i];
}
}
return result;
}
```
### 知识点总结
- **字符串处理**:C语言中的字符串处理技巧,如何遍历和操作字符串。
- **数据类型转换**:将连续的数字字符转换为整数。
- **栈的应用**:使用栈来处理运算符和操作数,理解栈的后进先出(LIFO)特性。
- **算术运算**:掌握基本的四则运算以及如何在程序中实现这些运算。
- **算法设计**:理解算法逻辑,如运算符优先级处理和表达式解析。
- **错误处理**:如何在C语言中进行错误检测和处理,例如非法输入的处理。
- **内存管理**:使用动态内存分配(如栈操作)时的内存管理知识。
以上内容是对LeetCode中第227题“基本计算器II”的C语言题解的知识点概述,通过这个题目可以深入学习到算法设计、数据结构特别是栈的使用以及C语言编程的许多重要概念。
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