算法题:基本计算器(python解法)

题目:

实现一个基本的计算器来计算一个简单的字符串表达式的值。

字符串表达式仅包含非负整数,+, - ,*,/ 四种运算符和空格  。 整数除法仅保留整数部分。

示例 1:

输入: "3+2*2"

输出: 7

示例 2:

输入: " 3/2 "

输出: 1

示例 3:

输入: " 3+5 / 2 "

输出: 5

说明:

你可以假设所给定的表达式都是有效的。

请不要使用内置的库函数 eval

来源:力扣(LeetCode)

链接:https://leetcode-cn.com/problems/basic-calculator-ii

解题思路:

任何算法题,我们都可以假设最简单的情况入手,写一个简单的框架出来,再逐步拓展复杂的情况,逐渐完善自己的算法

1.只考虑加减法情况,并且没有括号,如s = “1+123”

设变量num=0,存放当前数字,给它初始化为0, 这里它的变化过程是 0 1 123

变量sign=‘+’,存放当前符号,并给他初始化为‘+’,这里它的变化过程是 ‘+’ ‘+’

变量stack=[]来存放结果,并初始化为空列表

2.遍历s,当碰到不同的情况将它的值放到上述不同的容器里

这里num有个难点,比如字符串‘123’遍历是是1->2->3这样进来的,怎么将它变成整型123?

如果只用int转换,如果是一个巨大的数字,立马就内存溢出了,所以要循环遍历 比如先进来1 

num = 0

num = 10*num+new num 

10*0 +1 = 1

10*1+2 = 12

10*12+3 = 123

3.数字的结果num 和运算符stack 计算完成后 添加到stack,最后只需要计算stack中的和就好了

if sign =='+':

stack.append(num)

elif sign =='-':

stack.append(-num)


4.补充

运算符乘法: 乘法等于上一个的值乘以下一个的值,所以取stack[-1]*num

运算符出发: 乘法等于上一个的值整除(这道题不考虑小数)下一个的值,所以取stack[-1] //num

括号:

因为括号具有递归性质。我们拿字符串3*(4-5/2)-6举例:

calculate(3*(4-5/2)-6)

= 3 * calculate(4-5/2) - 6

= 3 * 2 - 6

= 0

可以脑补一下,无论多少层括号嵌套,通过 calculate 函数递归调用自己,都可以将括号中的算式化简成一个数字。换句话说,括号包含的算式,我们直接视为一个数字就行了。

现在的问题是,递归的开始条件和结束条件是什么?遇到(开始递归,遇到)结束递归


完整的代码:


def calculate(s:str) ->int:

def helper(s: List) ->int:

stack = []

sign ='+'

        num =0

        while len(s) >0:

c = s.pop(0)

if c.isdigit():

num =10 * num +int(c)

if (not c.isdigit()and c !=' ')or len(s) ==0:

if sign =='+':

stack.append(num)

elif sign =='-':

stack.append(-num)

elif sign =='*':

stack[-1] = stack[-1] * num

elif sign =='/':

# python 除法向 0 取整的写法

                    stack[-1] =int(stack[-1] /float(num))

num =0

                sign = c

return sum(stack)

# 需要把字符串转成列表方便操作

    return helper(list(s))

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