package stack;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String expression = "7*2*2-5+1-5+3-4";
        //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 = ' ';//将每次扫描得到的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.isOperator(ch)) {//如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //如果符号栈有操作符，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。
                    //从符号栈中pop出一个符号，进行运算，将得到结果，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);
                        //将运算的结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        //将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }else{
                        //如果当前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{
                //如果为数，则直接入数栈
//                numStack.push(ch-48);
                //处理多位数
                keepNum += ch;
                //如果ch是expression的最后一位，就直接入栈
                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，就继续扫描
                    //只是看后一位，index本身的值不需要变动。
                    if(operStack.isOperator(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))){
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        //注意 keepnum必须要清空。
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            index++;
            if(index >= expression.length()){
                break;
            }
        }

        //当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号。
        while(true){
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果。
            if(operStack.isEmpty()){
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1,num2,oper);
            numStack.push(res);
        }
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式%s = %d",expression,res2);
    }
}

class ArrayStack2 {
    private int maxSize;//栈的大小
    private int[] stack;//数组模拟栈
    private int top = -1;//表示栈顶，初始化为-1


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

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

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

    //入栈
    public void push(int value) throws Exception {
        if (isFull()) {
            throw new Exception("栈满");
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈
    public int pop() throws Exception {
        if (isEmpty()) {
            throw new Exception("栈空");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //返回栈顶的值
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    //遍历栈
    public void showStack() throws Exception {
        if (isEmpty()) {
            throw new Exception("栈空");
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.println(stack[top]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级
    public int priority(int operator) {
        if (operator == '*' || operator == '/') {
            return 1;
        } else if (operator == '+' || operator == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }
    }

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

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

}