leetcode中如何为运算表达式设计优先级
一、问题概述
在LeetCode中,很多问题涉及到运算表达式的计算,而在实际计算中,运算符的优先级是非常重要的。因此,为了在编写计算表达式相关的代码时保证运算符的正确优先级,我们需要对运算表达式的优先级进行设计。
二、栈的应用
栈是解决运算表达式优先级问题的常用数据结构。我们可以使用两个栈,一个存放操作符,一个存放操作数。在遍历运算表达式时,如果遇到操作数则直接入操作数栈,如果遇到操作符,则需要与操作符栈的栈顶元素进行比较优先级。如果当前操作符的优先级大于栈顶操作符的优先级,则直接入栈;否则,需要将操作符栈栈顶元素弹出,并从操作数栈中弹出两个操作数进行运算,然后将结果压入操作数栈中。这样,可以保证运算符按照正确的优先级进行计算。
三、优先级规则
在设计运算表达式优先级时,通常按照以下规则:
1. 括号优先级最高,先计算括号内的表达式;
2. 幂运算(乘方)优先级高于乘除法,即先计算幂运算再计算乘除法;
3. 乘除法优先级高于加减法,即先计算乘除法再计算加减法;
4. 同一优先级的运算符按照从左到右的顺序进行计算。
以上规则可以表示为如下的优先级顺序:
1. 括号 > 幂运算 > 乘除法 > 加减法。
这样,我们可以根据运算符的优先级将表达式转换为后缀表达式(逆波兰表达式),然后使用栈来计算后缀表达式的值。
下面是一个示例代码,使用栈来计算运算表达式的值:
class Solution: def calculate(self, s: str) -> int: stack = [] i = 0 num = 0 sign = "+" while i < len(s): if s[i].isdigit(): num = num * 10 + int(s[i]) if (not s[i].isdigit() and not s[i].isspace()) or i == len(s) - 1: if sign == "+": stack.append(num) elif sign == "-": stack.append(-num) elif sign == "*": stack.append(stack.pop() * num) elif sign == "/": stack.append(int(stack.pop() / num)) sign = s[i] num = 0 i += 1 return sum(stack)
这段代码中,我们使用一个栈来存放数字,并使用一个变量sign来保存当前操作符。当遇到运算符时,根据操作符进行相应的计算,并将结果压入栈中。最终,返回栈中所有数字的和即为计算结果。
通过以上的方式,我们可以设计出符合运算表达式优先级的代码,保证正确计算运算表达式的值。
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