package com.young.stack;

public class Calculator {

    public static void main(String[] args) {
        String expression = "70+2*6-4";
        //创建两个栈,一个数栈,一个符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //定义需要的相关变量
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';//将每次扫描得到char保存到ch
        String keepNum = "";//用于拼接多位数
        //开始while循环的扫描expression
        while (true) {
            //依次得到expression的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            //判断ch是什么,然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {//如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //如果发现符号栈有操作符,就进行比较,如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符,就需要从数栈中pop出两个数
                    //在从符号栈中pop出一个符号,进行运算,将得到的结果,入数栈,然后将当前的操作符入符号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //把运算的结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        //然后将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符,就直接入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    //如果为空直接入符号栈
                    operStack.push(ch);
                }
            } else {//如果是数,则直接入数栈
                //分析思路
                //1.当处理多位数时,不能发现是一个数就立即入栈,因为它可能是多位数
                //2.在处理数时,需要向expression的表达式的index后再看一位,如果是数就进行扫描,如果是符号才入栈
                //3.因此我们需要定义一个变量字符串,用于拼接
                //处理多位数
                keepNum += ch;

                //如果ch已经是expression的最后一位,则直接入栈
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {
                    //判断下一个字符是不是数字,如果是数字,则进行继续扫描,如果是运算符,则入栈
                    //注意是看后一位,不是index++
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
                        //如果后一位是运算符,则入栈 keepNum = "1"或者 "123"
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        //重要的!!!!!!,keepNum清空
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            //让index+1,并判断是否扫描到这个expression最后
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }

        //当表达式扫描完毕之后,就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号,并运算。
        while (true) {
            //如果符号栈为空,则计算到最后的结果,数栈中只有一个数字【结果】
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);
        }
        //将数栈的最后数,pop出,就是结果
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式%s = %d ", expression, res2);

    }

}

//先创建一个栈,直接使用前面创建好的
//定义一个ArrayStack2表示栈,需要扩展功能
class ArrayStack2 {
    private int maxSize;//栈的大小
    private int[] stack;//数组,数组模拟栈,数据就放在该数组
    private int top = -1;//top表示栈顶,初始化为-1

    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //增加一个方法,可以返回当前栈顶的值,但是不是真正的pop
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈-pop,将栈顶的数据返回
    public int pop() {
        //先判断栈是否空
        if (isEmpty()) {
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据~");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //显示栈的情况[遍历栈],遍历时,需要从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空,没有数据~~");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级,优先级是程序员来确定的,优先级使用数字表示
    //数字越大,则优先级越高
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;//假定目前的表达式只有+,-,*,/
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    //计算方法
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;//res,用于存放计算的结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }

}