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【字符串】力扣227：基本计算器 II

2022-07-02 16:36:24 作者：互联网

给你一个字符串表达式 s ，请你实现一个基本计算器来计算并返回它的值。

整数除法仅保留整数部分。

你可以假设给定的表达式总是有效的。所有中间结果将在 [-231, 231 - 1] 的范围内。

注意：不允许使用任何将字符串作为数学表达式计算的内置函数，比如 eval() 。

示例：

输入：s = " 3+5 / 2 "
输出：5

注意：此类型题考察很多细节处理，如无运算符的情况，多个空格的情况等等。

重点：有 +， - ，*，/ 四种运算符；字符串中没有括号。

乘除优先于加减计算，所以不妨考虑先进行所有乘除运算，并将这些乘除运算后的整数值放回原表达式的相应位置，那么随后整个表达式的值，就等于一系列整数加减后的值。

如果在字符串左边加上一个加号（第一个数字左侧的运算符视为加号），可以证明其并不改变运算结果，且字符串可以分割成多个< 一个运算符，一个数字 >对子的形式；这样就可以从左往右处理字符串了。

可以用一个栈，保存这些（进行乘除运算后的）整数的值。即先乘除再加减，用栈保存中间结果。

遍历完字符串 s 后，将栈中元素累加，即为该字符串表达式的值。

具体而言：

计算将要压入栈的数
由于算式中可能出现两位数、三位数…… 这种连续数字字符串，而遍历字符串是处理完一个字符后再处理一个字符，此时就需要将连续数字字符转为整数，用变量 num 储存。

比如：字符串 ’23‘，num 第一次保存为2，num第二次保存 2 * 10 + 3 = 23

运算符与压栈

加号：将数字压入栈
减号：将数字的相反数压入栈
乘除号：弹出栈顶元素，计算完成后将结果压入栈（相当于先算乘除）
- Python3需要避免的坑是，除号分为 浮点除 / 和 地板除 //，如果被除数或除数是负数，用//的结果会进位而非向零取整。如(-3) // 2 = -2。因此如果遇到负数的除法，可以先使用 / 再用 int() 取整。

若读到一个运算符，或者遍历到字符串末尾，即认为是遍历到了数字末尾。处理完该数字后，更新运算符为当前遍历的字符。

class Solution:
    def calculate(self, s: str) -> int:
        n = len(s)
        stack = [] # 创建空栈，后续用append加入新元素
        op = '+' # 在第一个元素前加上加号
        num = 0 # 储存字符串中的数字
        for i, char in enumerate(s):
            if char.isdigit(): # 该元素是数字而不是运算符、空格或其他，主要为了排除空格干扰
                num = 10 * num + int(char) # 连续数字字符串转为数字
            if i == n - 1 or char in '+-*/':
                if op == '+':
                    stack.append(num) # 加号：将数字压入栈
                elif op == '-':
                    stack.append(-num) # 减号：将数字的相反数压入栈
                elif op == '*':
                    stack.append(stack.pop() * num) # 乘除号：计算数字与栈顶元素，并将栈顶元素替换为计算结果
                elif op =='/':
                    stack.append(int(stack.pop() / num)) # 切记整数化
                # 为下一次循环做准备，num 归零
                op = char
                num = 0
        return sum(stack) # 返回值为栈内储存值之和

时间复杂度：O(n)，其中 n 为字符串 s 的长度。需要遍历字符串 s 一次，计算表达式的值。

空间复杂度：O(n)，其中 n 为字符串 s 的长度。空间复杂度主要取决于栈的空间，栈的元素个数不超过 n。

标签：力扣,数字,运算符,乘除,II,字符串,num,227,stack
来源： https://www.cnblogs.com/Jojo-L/p/16437783.html