20165235结对编程练习_四则运算（第一周）整数/多运算符

需求分析

对于四则运算，本次实验需要用到堆栈，所以首先有必要了解一下堆栈：堆栈是一种“先进后出”的数据结构，只能在一端进行输入输出。堆栈把第一个放入该堆栈的数据放在最低下，而把后续放入的数据放在已有数据的顶上。向堆栈中输入数据的操作称为“压栈”，从堆栈中输出数据称之为“弹栈”。由于堆栈总是在顶端进行数据的输入输出操作，所以弹栈总是输出（删除）最后一个压入的数据。

使用java.util包中的Stack泛型类创建一个栈对象，堆栈对象可以使用

public E push（E item）压栈操作
public E pop（）弹栈操作
public boolean empty（）判断堆栈中是否有数据
public E peek（）获取堆栈顶端的数据，但不删除
public int search （Object data）获取数据在堆栈中的位置，最顶端是1，向下依次增加。

中缀表达式：即人们常用的算式写法，如8+(9-1)*8+7/2，后缀表达式：运算符放到数字后，如8 9 1 - 8 * + 7 2 /+

1.中缀表达式转后缀表达式：
从左到右遍历中缀表达式的每一个数字和运算符。
如果数字就输出（即存入后缀表达式）；
如果是右括号，则弹出左括号之前的运算符；
如果优先级低于栈顶运算符，则弹出栈顶运算符，并将当前运算符进栈。
遍历结束后，将栈则剩余运算符弹出。
2.后缀表达式计算结果

从左到右遍历后缀表达式，遇到数字就进栈，遇到符号，就将栈顶的两个数字出栈运算，运算结果进栈，直到获得最终结果。

设计思路：

利用栈，进行四则运算的类

用两个栈来实现算符优先，一个栈用来保存需要计算的数据numStack,一个用来保存计算优先符signStack
基本算法实现思路为：用当前取得的运算符与signStack栈顶运算符比较优先级：若高于，则因为会先运算，放入栈顶；
若等于，因为出现在后面，所以会后计算，所以栈顶元素出栈，取出操作数运算；
若小于，则同理，取出栈顶元素运算，将结果压入操作数栈。各个优先级'(' > '*' = '/' > '+' = '-' > ')'
在本次程序中只设计了一个类，在类中实现了多个方法：
private boolean isNum(String temp)判断传入的字符是不是0-9的数字
private boolean compare(char str)比较运算符的优先级。
public int caculate(String str)对传入的值进行计算。在此方法中声明了两个堆栈：private Stack<Character> signStack = new Stack<Character>();,
private Stack<Integer> numStack = new Stack<Integer>();其中一个存储操作符号，一个存储数值。

具体分析程序

在main方法中传入String类数据：((5*7+6)-1)/2#其中#是结束标志符，当signStack的栈顶数据为#时运算结束。
将从main方法中的String 类数据传入caculate(String str)方法中去。在此函数中首先声明两个StringBuffer类对象：tempNum ;用来临时存放数字字符串(当为多位数时) string = new StringBuffer().append(str)，将传入的数值追加在string中。在声明一个String类 temp然后通过substring(0, 1)把截取到的第一个字符传入temp中。通过isNum方法判断temp中的字符是否是操作符，如果不是则把temp中的数字赋值给tempNum。如果是，再接着判断是否是(，如果是就将tempNum中的数字赋值给int 类型的um，并把num压入numStack中，同时把tempNum中的数据删除。接着用当前取得的运算符与栈顶运算符比较优先级：若高于，则因为会先运算，将运算结果result压入numStack栈顶（运算通过switch语句进行）；若等于，因为出现在后面，所以会后计算，所以栈顶元素出栈，取出操作数运算，若小于，则同理，取出栈顶元素运算，将结果入操作数栈。若temp中取到的字符是#，就会进行弹栈。
以上就是主要的流程，不停的循环，每次循环把str中的第一个字符存入temp中然后进行以上环节。

Junit测试：

这里我只测试一组正常情况，对于float类型的数据还是无法运算，改起来也有一定的难度，没能完成这项任务。还有因为这个程序是在一个类中完成，所以也没有画MUL图。

功能截图：

代码链接

结对感受：

结对编程就是俩人在一起分析代码的过程，本次我借鉴了网上大佬分享的代码，直接写估计有点难。但我是在完全看懂代码并且敲了一遍代码的情况下提交的此次作业。因为对堆栈不是很了解，所以本次结对编程还是有许多不懂的地方，但是通过网络等解决了问题。在异常情况，边界情况的处理上不是很到位，希望可以在下周的作业中完成的更出色。