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leetcode224:基本计算器

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。

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 1:

输入:s = "1 + 1"
输出:2

示例 2:

输入:s = " 2-1 + 2 "
输出:3

示例 3:

输入:s = "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"
输出:23

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 3 * 105
  • s 由数字、'+''-''('')'、和 ' ' 组成
  • s 表示一个有效的表达式
  • '+' 不能用作一元运算(例如, "+1" 和 "+(2 + 3)" 无效)
  • '-' 可以用作一元运算(即 "-1" 和 "-(2 + 3)" 是有效的)
  • 输入中不存在两个连续的操作符
  • 每个数字和运行的计算将适合于一个有符号的 32位 整数

步骤4:问题启发与优化

  • 栈的应用:在处理包含括号的表达式计算时,栈是一个非常有效的数据结构,可以用来保存上下文信息(如当前的符号状态)。
  • 一遍遍历:通过巧妙地设计,我们可以在一次遍历中完成表达式的计算,优化了时间复杂度。
  • 符号传播:使用栈来维护符号,可以方便地处理嵌套的括号和一元负号的问题。
  • 空间优化:由于只需要在遇到括号时才修改栈,空间使用得到了有效控制,即使在最坏情况下空间复杂度为 O(N),但在一般情况下,空间占用远小于 N。

步骤5:实际应用示例

实际应用领域:该算法可用于编译器的表达式解析、计算器应用程序、脚本语言的解释执行等。

具体示例:在计算器应用程序中,需要解析用户输入的算术表达式并计算结果。用户可能输入包含括号和一元负号的复杂表达式,例如 -(3 + (2 - 1)) + 5

实现方法

  • 表达式解析:使用上述算法,实时解析用户输入的表达式,支持括号嵌套和一元负号。
  • 结果计算:在用户输入每个字符后,实时更新计算结果,提供即时的计算反馈。
  • 错误处理:在解析过程中,检测并提示用户输入的语法错误,例如不匹配的括号或非法字符。
  • 用户界面:提供友好的用户界面,显示输入的表达式和计算结果。

通过应用上述算法,可以实现一个高效、可靠的计算器应用,提升用户体验。


原文地址:https://blog.csdn.net/D2510466299/article/details/143491362

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