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PHP基于堆栈实现高级计算器功能详解

小云云asal: 2018-01-10 17:18:141849semak imbas

本文主要介绍了PHP基于堆栈实现的高级计算器功能,涉及php堆栈的定义及使用堆栈进行数值运算的相关操作技巧,需要的朋友可以参考下，希望能帮助到大家。

当我们得到一个字符串运算式该如何去得出它的运算结果呢？

这时候我们就能使用堆栈的算法很巧妙的解决这个问题。

思路是这样的：（我们利用php函数substr循环去截取这个字符串运算式，依次取出这个字符串的值【我们得从第一个字符开始截取】，我们将开始截取位置设为一个循环增长的变量，初始化为【$index=0】）,同时还需要创建两个栈，一个专门存放数字【$numStack】，一个存放运算符【$operStack】，我们还需要一个可以判断是否是运算符号的函数，将每次截取的值放入这个自定义函数中，返回一个可以区别为数字或运算符的标识，通过对这个标识的判断确定值是数字还是运算符，是数字就插入数栈，是运算符的话就插入符号栈。插入数栈的话可直接插入，但是符号栈的话需要特殊处理一下[【如果符号栈为空则直接插入，不为空：我们要将插入的符号与栈内的符号进行运算优先级比较（可以定义一个函数来判定符号优先级，把 * 和 / 假定为1 把 + 和 - 假定为0 假设数字大的优先级高，如此就能得出运算符优先级），当待插入的符号优先级小于等于栈内顶端的运算符优先级，就从数栈弹出两个值符号栈弹出一个运算符将它们进行运算】

下面是一个php的实例【参考自韩顺平老师的php算法教程】

<html>
<head>
<meta http-equiv=&#39;content-type&#39; content=&#39;text/html;charset=utf-8&#39;/>
</head>
<h1>高级计算器</h1>
<?php
/**
 * 一个栈类
 */
class MyStack{
      public $top=-1;//默认是-1，表示该栈是空的
      public $maxSize=15;//$maxSize表示栈最大容量
      public $stack=array();//
      //入栈的操作
      public function push($val)
      {
        //先判断栈是否已经满了
        if($this->top==$this->maxSize-1){
          echo &#39;<br/>栈满，不能添加&#39;;
          return;
        }
        $this->top++;
        $this->stack[$this->top]=$val;
      }
      //出栈的操作,就是把栈顶的值取出
      public function pop()
      {
        //判断是否栈空
        if($this->top==-1){
          echo &#39;<br/>栈空1&#39;;
          return;
        }
        //把栈顶的值，取出
        $topVal=$this->stack[$this->top];
        $this->top--;
        return $topVal;
      }
      //显示栈的所有数据的方法.
      public function showStack()
      {
        if($this->top==-1){
          echo &#39;<br/>栈空2&#39;;
          return;
        }
        echo &#39;<br/>当前栈的情况是....&#39;;
        for($i=$this->top;$i>-1;$i--){
          echo &#39;<br/> stack[&#39;.$i.&#39;]=&#39;.$this->stack[$i];
        }
      }
      //判断是否是一个运算符
      public function isOper($val)
      {
        if ($val==&#39;+&#39;||$val==&#39;-&#39;||$val==&#39;*&#39;||$val==&#39;/&#39;)
        {
          return true;
        }
      }
      //判断栈是否为空
      public function isEmpty()
      {
        if ($this->top==-1) return true;
      }
      /**
       * 比较运算符的优先级
       * 我把 * 和/运算符的优先级看作1
       * +和- 看作0
       * 通过它们之间的比较就能得出它们的优先级谁更高
       */
      public function PRI($oper)
      {
        if ($oper==&#39;*&#39;||$oper==&#39;/&#39;)
        {
          return 1;
        } else if ($oper==&#39;+&#39;||$oper==&#39;-&#39;) {
          return 0;
        }
      }
      //返回栈顶端的值
      public function getTop()
      {
        return $this->stack[$this->top];
      }
      //计算
      public function getResult($num1,$num2,$oper)
      {
        switch ($oper)
        {
          case &#39;+&#39;:
            $res = $num2+$num1;
          break;
          case &#39;-&#39;:
            $res = $num2-$num1;
          break;
          case &#39;*&#39;:
            $res = $num2*$num1;
          break;
          case &#39;/&#39;:
            $res = $num2/$num1;
          break;
        }
        return $res;
      }
    }
    //需要进行运算的表达式
    $str = &#39;12+5*2+3-5*2&#39;;
    //字符串的指针
    $index = 0;
    //声明一个用于组合联系数字的变量
    $keepNum = &#39;&#39;;
    //定义一个数栈和一个符号栈
    $numsStack=new MyStack();
    $operStack=new MyStack();
    while (true)
    {
      $val = mb_substr($str,$index,1);
      //如果是一个符号就入符号栈 否则入数栈
      if ($operStack->isOper($val)==true)
      {
        //符号入栈前需要判断一下 栈为空直接入栈 不为空需要比较当前运算符与栈顶端的运算符
        //如果当前运算符的优先级低于栈内的 则需要运算
        if ($operStack->isEmpty())
        {
          $operStack->push($val);
        } else {
           while (!$operStack->isEmpty()&&$operStack->PRI($val)<=$operStack->PRI($operStack->getTop()))
           {
             //当前符号的优先级要直到高于栈内的时候才能入栈 否则要计算
            //当前运算符的优先级低于栈内的 则运算
            $num1 = $numsStack->pop();
            $num2 = $numsStack->pop();
            $oper = $operStack->pop();
            $res = $numsStack->getResult($num1,$num2,$oper);
            //计算完毕将结果入栈
            $numsStack->push($res);
           }
          //把当前这个符号再入符号栈
          $operStack->push($val);
            }
      } else {
        //考虑如果是连续数字的问题
        $keepNum.=$val;
        //先判断是否已经到字符串最后.如果已经到最后，就直接入栈.
        if ($index==mb_strlen($str)-1)
        {
          $numsStack->push($keepNum);//是数字直接入栈
        } else {
          //要判断一下$ch字符的下一个字符是数字还是符号.
          if ($operStack->isOper(mb_substr($str,$index+1,1)))
          {
            $numsStack->push($keepNum);
            $keepNum=&#39;&#39;;
          }
        }
      }
      $index++;//让$index指向下一个字符.
      if ($index==mb_strlen($str)) break;//已扫描到字符串的末尾 就退出while循环
   }
    /*
    4. 当扫描完毕后，就依次弹出数栈和符号栈的数据，并计算，最终留在数栈的值，就是运算结果,只有符号栈不空就一直计算
    */
    while (!$operStack->isEmpty())
    {
      $num1 = $numsStack->pop();
      $num2 = $numsStack->pop();
      $oper = $operStack->pop();
      $res = $numsStack->getResult($num1,$num2,$oper);
      //计算完毕将结果入栈
      $numsStack->push($res);
    }
//当退出while后，在数栈一定有一个数，这个数就是最后结果
echo $str.&#39;=&#39;.$numsStack->getTop();
?>

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