0227. 基本计算器 II

• 标签：栈、数学、字符串
• 难度：中等

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题目大意

描述：给定一个字符串表达式 s，表达式中所有整数为非负整数，运算符只有 +、-、*、/，没有括号。

要求：实现一个基本计算器来计算并返回它的值。

说明：

• $1 \le s.length \le 3 * 10^5$。
• s 由整数和算符（+、-、*、/）组成，中间由一些空格隔开。
• s 表示一个有效表达式。
• 表达式中的所有整数都是非负整数，且在范围 $[0, 2^{31} - 1]$ 内。
• 题目数据保证答案是一个 32-bit 整数。

示例：

• 示例 1：

输入：s = "3+2*2"
输出：7

• 示例 2：

输入：s = " 3/2 "
输出：1

解题思路

思路 1：栈

计算表达式中，乘除运算优先于加减运算。我们可以先进行乘除运算，再将进行乘除运算后的整数值放入原表达式中相应位置，再依次计算加减。

可以考虑使用一个栈来保存进行乘除运算后的整数值。正整数直接压入栈中，负整数，则将对应整数取负号，再压入栈中。这样最终计算结果就是栈中所有元素的和。

具体做法：

1. 遍历字符串 s，使用变量 op 来标记数字之前的运算符，默认为 +。
2. 如果遇到数字，继续向后遍历，将数字进行累积，得到完整的整数 num。判断当前 op 的符号。
   1. 如果 op 为 +，则将 num 压入栈中。
   2. 如果 op 为 -，则将 -num 压入栈中。
   3. 如果 op 为 *，则将栈顶元素 top 取出，计算 top * num，并将计算结果压入栈中。
   4. 如果 op 为 /，则将栈顶元素 top 取出，计算 int(top / num)，并将计算结果压入栈中。
3. 如果遇到 +、-、*、/ 操作符，则更新 op。
4. 最后将栈中整数进行累加，并返回结果。

思路 1：代码

class Solution:
    def calculate(self, s: str) -> int:
        size = len(s)
        stack = []
        op = '+'
        index = 0
        while index < size:
            if s[index] == ' ':
                index += 1
                continue
            if s[index].isdigit():
                num = ord(s[index]) - ord('0')
                while index + 1 < size and s[index+1].isdigit():
                    index += 1
                    num = 10 * num + ord(s[index]) - ord('0')
                if op == '+':
                    stack.append(num)
                elif op == '-':
                    stack.append(-num)
                elif op == '*':
                    top = stack.pop()
                    stack.append(top * num)
                elif op == '/':
                    top = stack.pop()
                    stack.append(int(top / num))
            elif s[index] in "+-*/":
                op = s[index]
            index += 1
        return sum(stack)

思路 1：复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$。
• 空间复杂度：$O(n)$。