Java利用栈实现简易计算器功能

为了实现Java利用栈实现简易计算器功能，我们可以使用栈来存储操作数和运算符，然后依次从左到右扫描表达式，并根据运算符的优先级进行计算。下面是具体的实现步骤：

1.将中缀表达式转换为后缀表达式

使用栈来转换中缀表达式为后缀表达式是比较常见的方法。具体步骤如下：

• 创建一个栈来保存运算符。
• 从左到右扫描中缀表达式。
• 如果当前扫描到的是操作数，则直接输出到后缀表达式中。
• 如果当前扫描到的是左括号“（”，则将其入栈。
• 如果当前扫描到的是右括号“）”，则将栈中的运算符弹出并输出，直到遇到左括号为止。
• 如果当前扫描到的是运算符，检查其优先级。如果该运算符的优先级大于等于栈顶运算符的优先级，则将该运算符入栈。否则，将栈中的运算符弹出并输出，然后继续比较栈顶运算符的优先级，直到运算符可以入栈。

下面是一个示例，将中缀表达式“5-3+2*4+1”转换为后缀表达式：

5 3 - 2 4 * + 1 +

2.利用后缀表达式求值

利用栈来计算后缀表达式的值是比较简单的方法。具体步骤如下：

• 创建一个空栈来保存操作数。
• 从左到右依次扫描后缀表达式。
• 如果当前扫描到的是操作数，则将其压入栈中。
• 如果当前扫描到的是运算符，则从栈中弹出相应数量的操作数进行运算，并将运算结果压入栈中。
• 重复步骤2和步骤3，直到扫描完整个后缀表达式。
• 最后栈顶的操作数就是整个表达式的值。

下面是一个示例，利用后缀表达式“5 3 - 2 4 * + 1 +”计算表达式的值：

5 3 - 2 4 * + 1 +
= (5-3) + (2*4) + 1
= 8

实现Java利用栈实现简易计算器功能，可以参考下面的代码：

import java.util.Stack;

public class Calculator {

    public static int calculate(String expression) {
        Stack<Integer> operandStack = new Stack<>();
        String[] tokens = expression.split(" ");
        for (String token : tokens) {
            if (isOperator(token)) {
                int operand2 = operandStack.pop();
                int operand1 = operandStack.pop();
                int result = performOperation(operand1, operand2, token);
                operandStack.push(result);
            } else {
                operandStack.push(Integer.parseInt(token));
            }
        }
        return operandStack.pop();
    }

    private static boolean isOperator(String token) {
        return token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/");
    }

    private static int performOperation(int operand1, int operand2, String operator) {
        int result = 0;
        switch (operator) {
            case "+":
                result = operand1 + operand2;
                break;
            case "-":
                result = operand1 - operand2;
                break;
            case "*":
                result = operand1 * operand2;
                break;
            case "/":
                result = operand1 / operand2;
                break;
        }
        return result;
    }
}

我们可以使用该类来计算任何包含加减乘除四则运算的表达式，例如：

String expression1 = "3 + 4 * 2 - 6 / 2";
int result1 = Calculator.calculate(expression1); // 8

String expression2 = "5 * ( 6 + 2 ) - 12";
int result2 = Calculator.calculate(expression2); // 18

通过上面的示例，我们可以看到Java利用栈实现简易计算器功能的整个实现过程，包括从中缀表达式转换为后缀表达式和利用后缀表达式求值两个主要环节。