csp201903-2 24点游戏 -----java实现

【题目背景】

二十四点是一款著名的纸牌游戏，其游戏的目标是使用 3 个加减乘除运算使得 4
张纸牌上数字的运算结果为 24。

【题目描述】

定义每一个游戏由 4 个从 1-9 的数字和 3 个四则运算符组成，保证四则运算符将数字两两隔开，不存在括号和其他字符，运算顺序按照四则运算顺序进行。其中加法用符号 + 表示，减法用符号 - 表示，乘法用小写字母 x 表示，除法用符号 / 表示。在游戏里除法为整除，例如 2 / 3 = 0， 3 / 2 = 1, 4 / 2 = 2。
老师给了你 n 个游戏的解，请你编写程序验证每个游戏的结果是否为 24 。

【数据结构】

该题目中主要用到栈这种先进后出的数据结构计算表达式，大家可以参考课本看看这种数据结构

【实现思路】

二十四点游戏的实质就是表达式求值得过程，在实现过程中采用两个栈，一个为运算符栈opt，另一个为操作数栈num，将一个表达式作为一个字符串输入，依次遍历字符串中的每个字符，如果字符的下标为偶数，说明为数字，其值为数字的字符码-‘0’，并加入num栈，如果为奇数说明为操作符，当操作符栈opt为空时直接入栈，当操作符栈opt不为空时用priority方法比较栈顶元素优先级与当前操作符的优先级，当opt栈顶元素的优先级小于当前操作符的优先级时，当前操作符入栈，当栈顶元素大于当前操作符的优先级时，连续在num栈中pop出两个元素，结合栈顶元素的符号计算出当前两个运算数和运算符的值，将结果加入num栈，最后pop出运算符栈opt的栈顶元素，接下来循环上述------>比较运算符栈opt栈顶元素与当前运算符的优先级，直到opt栈为空或者当前运算符的优先级高于栈顶元素，则结束循环，最后将当前运算符入栈，当表达式扫描完毕后，接着上述opt栈不为空，循环比较优先级，pop两个运算数，一个运算符，由于代码与上面重复，所以封装一个方法numAndOptpop进行上述步骤，这就是详细的思路，上述还有一个方法toSum计算表达式的值，说了这么多直接上代码：

【代码】

import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;

public class Main {
    public static void main(String [] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        Stack<Character> opt = new Stack<>();
        Stack<Integer> num = new Stack<>();
        int n = in.nextInt();
        for (int i=0;i<n;i++){
            String s = in.next();
            for (int j=0;j<s.length();j++){
                if(j%2==0){
                    num.push((int)s.charAt(j)-'0');
                }
                else {
                    if(opt.empty()){
                        opt.push(s.charAt(j));
                    }
                    else{
                        while(!opt.empty()&&priority(opt.peek(),s.charAt(j))>0){
                            numAndOptpop(num,opt);
                        }
                        opt.push(s.charAt(j));
                    }

                }
            }
            while(!opt.empty()){
                numAndOptpop(num,opt);
            }
            if(num.peek()==24)
                System.out.println("Yes");
            else
                System.out.println("No");
            num.pop();
        }
    }
    public static int toSum(int a,int b,char c){
        int sum = 0;
        switch (c){
            case '+':sum = b+a;break;
            case '-':sum = b-a;break;
            case 'x':sum = b*a;break;
            case '/':sum = b/a;break;
        }
        return sum;
    }
    public static int priority(Character a,Character b){
        int pro = 1;
        if(a=='x'||a=='/'){
            pro=1;
        }
        else {
            if(b=='x'||b=='/') {
                pro=-1;
            }
        }
        return pro;
    }
    public static void numAndOptpop(Stack<Integer> num,Stack<Character> opt){
        int num1 = num.peek();num.pop();
        int num2 = num.peek();num.pop();
        num.push(toSum(num1,num2,opt.peek()));
        opt.pop();
    }
}