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Q2. 逆波兰表达式求值

给你一个字符串数组 tokens ,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意:

  • 有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
  • 每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。
  • 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
  • 表达式中不含除零运算。
  • 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
  • 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

示例 1:

输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]

输出:9

解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9

示例 2:

输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]

输出:6

解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3:

输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]

输出:22

解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:

\(((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5\) \(= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5\) \(= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5\) \(= ((10 * 0) + 17) + 5\) \(= (0 + 17) + 5\) \(= 17 + 5\) \(= 22\)

提示:

  • \(1 <= tokens.length <= 10^4\)
  • \(tokens[i]\) 是一个算符("+"、"-"、"*" 或 "/"),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

逆波兰表达式:

逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。

平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 \(( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 )\) 。 该算式的逆波兰表达式写法为 \(( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * )\) 。 逆波兰表达式主要有以下两个优点:

去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 $1 2 + 3 4 + * $也可以依据次序计算出正确结果。 适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中

思路

我们可以使用一个栈来辅助计算逆波兰表达式。具体步骤如下:

  1. 初始化一个空栈 st
  2. 遍历输入的字符串数组 tokens
    • 如果当前元素是一个数字(可以使用 stoi 函数将字符串转换为整数),则将其压入栈中。
    • 如果当前元素是一个运算符(+-*/),则从栈中弹出两个元素,分别作为右操作数和左操作数,进行相应的运算,并将结果重新压入栈中。
  3. 遍历完成后,栈顶的元素即为逆波兰表达式的计算结果。

代码实现

class Solution {
public:
    int evalRPN(vector<string>& tokens) {
        stack<int> st;
        for(string& s: tokens){
            if(s=="+"||s=="-"||s=="*"||s=="/"){
                int right = st.top();
                st.pop();
                int left = st.top();
                st.pop();
                if (s == "+") {
                    st.push(left + right);
                } else if (s == "-") {
                    st.push(left - right);
                } else if (s == "*") {
                    st.push(left * right);
                } else if (s == "/") {
                    st.push(left / right); 
                }
            }else{
                st.push(stoi(s));
            }
        }
        return st.top();
    }
};