JAVA实现单向链表

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @version v 1.0
 * @Author kami
 * @Date 2020/5/5
 */
public class rua006 {
    public static void main(String[] args) {
        //说明:
        //1. 1. 1+((2+3)*4)-5 => 转成 1 2 3 = 4 * + 5 -
        //2. 因为直接对str进行操作 ， 不方便。因此 先将 "1+((2+3)*4)-5" => 中缀表达式对应的List
        // 级  "1+((2+3)*4)-5" => ArrayList[1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]
        // 方法：将中缀表达式的List转换为 => 后缀表达式的List
        String expression ="1+((2+3)*4)-5";
        List infixExpressionList = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的是"+infixExpressionList);

        List parseSuffixExperssionList = parseSuffixExperssionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的是"+parseSuffixExperssionList);
        System.out.printf("expression=%d",calculate(parseSuffixExperssionList));
        //1.先定义逆波兰表达式
        //(3+4)*5-6 => 3 4 + 5 *6
        // 4 * 5 - 8 + 60 + 8 / 2 => 4 5 * 8 - 60 + 8 2 / +
        //说明为了方便 ， 逆波兰表达式 的数字和符号使用空格隔开
//        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 - ";
//        String suffixExpression = "4 5 * 8 - 60 + 8 2 / +";
        //思路
        //1. 先将 " 3 4 + 5 * 6 -" =>放到arraylist中
        //2. 将arrayList 传递一个方法 ，遍历arrayList 配合栈完成计算

//        ListrpnList = getListString(suffixExpression);
//        System.out.println("rpnList="+rpnList);
//        int res =calculate(rpnList);
//        System.out.println("计算的结果是="+res);
    }
    //即ArrayList[1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5] => ArrayList[1,2,3,+,4,*,+,5,-]
    // 方法：将中缀表达式的List转换为 => 后缀表达式的List
    public static ListparseSuffixExperssionList(Listls){
        //定义两个栈
        Stack s1 = new Stack<>();//符号栈
        //说明:因为s2 这个栈,在整个转换过程中，没有pop操作，而且后面我们还需要逆序输出
        //因此比较麻烦，因此我们就不用Stack 直接使用 Lists2
//        Stack s2 = new Stack<>();//储存中间结果的栈s2
        ArrayList s2 = new ArrayList<>();//储存中间结果的Lists2
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            //如果是一个数,加入s2
            if (item.matches("\\d+")){
                s2.add(item);
            }else if (item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if (item.equals(")")){
                //如果是右括号“)”,则弹出s1栈顶的运算符，并压入s2,知道遇到左括号为止，此刻这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//!!! ( 弹出s1栈，清除小括号
            }else {
                //当item 的优先级小于等于栈顶运算符,将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中 ，再次转到(4,1)与s1中的栈顶运算符相对比较
                //问题 : 我们缺少一个比较优先级高低的方法
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek())>=Operation.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //还需要将item压入栈
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while (s1.size() != 0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;//注意因为是存放到List，因此按顺序输出就是后缀表达式
    }
    //方法：将中缀表达式转换成对应的list
    // s =""1+((2+3)*4)-5;
    public static ListtoInfixExpressionList(String s){
        //定义一个List，存放中缀表达式 对应的内容
        ArrayList ls = new ArrayList<>();
        int i = 0;//这是一个指针。，用于遍历中缀表达式字符串
        String str;//对多位数的拼接
        char c ;//每遍历到一个字符，就放入到C
        do {
            //如果是一个非数字,我需要加入到ls
            if ((c=s.charAt(i))<48 || (c=s.charAt(i))>57){
                ls.add("" + c);
                i++;//i需要后移
            }else { //如果是一个数，需要考虑多位数
                str ="";//先将str 至成多位数
                while (i <s.length() && (c=s.charAt(i))>=48 && (c=s.charAt(i))<=57){
                    str += c;//拼接
                    i++;
                }
                ls.add(str);
            }
        }while (i < s.length());
        return ls;
    }
    private static List getListString(String suffixExpression) {
        //将suffixExpression 分割
        String [] split =suffixExpression.split(" ");
        ArrayList list = new ArrayList<>();
        for (String ele : split) {
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }
    //完成对逆波兰表达式的运算
    /**
     * 1. 从左到右扫描，将3和4 压入栈
     * 2. 遇到+运算符,因此弹出4和3（4为栈顶元素，3为次顶元素）
     * 计算出3+4的值，得7，再将7入栈
     * 将5入栈
     * 接下来是 * 运算符，因此弹出5和7 计算出7*5 =35,将35入栈
     * 将6入栈
     * 最后是 -运算符，计算出 35 -6的值，即29。由此得出最终结果
     *
     */
    public static int calculate(List ls) {
        //创建个栈，只需要一个栈即可
        Stack stack = new Stack<>();
        //遍历ls
        for (String item : ls) {

            //这里使用正则表达式来取值
            if (item.matches("\\d+")) {//匹配的是多位数
                //入栈
                stack.push(item);
            } else {
                //pop两个数数并运算再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if (item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //把res 入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        //最后留在stack中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }

}
//编写一个类Operation 可以返回一个运算符 对应的优先级
class Operation{
    private static  int ADD =1;
    private static  int SUB =1;
    private static  int MUL =1;
    private static  int DIV =1;

    //写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static  int getValue(String operation){
        int result = 0;
        switch (operation){
            case "+":
                result =ADD;
                break;
            case "-":
                result =SUB;
                break;
            case "*":
                result =MUL;
                break;
            case "/":
                result =DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}