力扣加加 - 努力做西湖区最好的算法题解
  • introduction
  • 第一章 - 算法专题
    • 数据结构
    • 链表专题
    • 树专题
    • 堆专题(上)
    • 堆专题(下)
    • 二分专题(上)
    • 二分专题(下)
    • 动态规划(重置版)
    • 大话搜索
    • 二叉树的遍历
    • 哈夫曼编码和游程编码
    • 布隆过滤器
    • 前缀树
    • 回溯
    • 滑动窗口(思路 + 模板)
    • 位运算
    • 小岛问题
    • 最大公约数
    • 并查集
    • 平衡二叉树专题
    • 蓄水池抽样
    • 单调栈
  • 第二章 - 91 天学算法
    • 91 天学算法第三期视频会议总结
    • 第一期讲义-二分法
    • 第一期讲义-双指针
    • 第三期正在火热进行中
  • 第三章 - 精选题解
    • 字典序列删除
    • 西法的刷题秘籍】一次搞定前缀和
    • 字节跳动的算法面试题是什么难度?
    • 字节跳动的算法面试题是什么难度?(第二弹)
    • 《我是你的妈妈呀》 * 第一期
    • 一文带你看懂二叉树的序列化
    • 穿上衣服我就不认识你了?来聊聊最长上升子序列
    • 你的衣服我扒了 * 《最长公共子序列》
    • 一文看懂《最大子序列和问题》
  • 第四章 - 高频考题(简单)
    • 面试题 17.12. BiNode
    • 0001. 两数之和
    • 0020. 有效的括号
    • 0021. 合并两个有序链表
    • 0026. 删除排序数组中的重复项
    • 0053. 最大子序和
    • 0160. 相交链表
    • 0066. 加一
    • 0088. 合并两个有序数组
    • 0101. 对称二叉树
    • 0104. 二叉树的最大深度
    • 0108. 将有序数组转换为二叉搜索树
    • 0121. 买卖股票的最佳时机
    • 0122. 买卖股票的最佳时机 II
    • 0125. 验证回文串
    • 0136. 只出现一次的数字
    • 0155. 最小栈
    • 0167. 两数之和 II 输入有序数组
    • 0169. 多数元素
    • 0172. 阶乘后的零
    • 0190. 颠倒二进制位
    • 0191. 位 1 的个数
    • 0198. 打家劫舍
    • 0203. 移除链表元素
    • 0206. 反转链表
    • 0219. 存在重复元素 II
    • 0226. 翻转二叉树
    • 0232. 用栈实现队列
    • 0263. 丑数
    • 0283. 移动零
    • 0342. 4 的幂
    • 0349. 两个数组的交集
    • 0371. 两整数之和
    • 401. 二进制手表
    • 0437. 路径总和 III
    • 0455. 分发饼干
    • 0504. 七进制数
    • 0575. 分糖果
    • 0665. 非递减数列
    • 0661. 图片平滑器
    • 821. 字符的最短距离
    • 0874. 模拟行走机器人
    • 1128. 等价多米诺骨牌对的数量
    • 1260. 二维网格迁移
    • 1332. 删除回文子序列
    • 2591. 将钱分给最多的儿童
  • 第五章 - 高频考题(中等)
    • 面试题 17.09. 第 k 个数
    • 面试题 17.23. 最大黑方阵
    • 面试题 16.16. 部分排序
    • Increasing Digits
    • Longest Contiguously Strictly Increasing Sublist After Deletion
    • Consecutive Wins
    • Number of Substrings with Single Character Difference
    • Bus Fare
    • Minimum Dropping Path Sum
    • Every Sublist Min Sum
    • Maximize the Number of Equivalent Pairs After Swaps
    • 0002. 两数相加
    • 0003. 无重复字符的最长子串
    • 0005. 最长回文子串
    • 0011. 盛最多水的容器
    • 0015. 三数之和
    • 0017. 电话号码的字母组合
    • 0019. 删除链表的倒数第 N 个节点
    • 0022. 括号生成
    • 0024. 两两交换链表中的节点
    • 0029. 两数相除
    • 0031. 下一个排列
    • 0033. 搜索旋转排序数组
    • 0039. 组合总和
    • 0040. 组合总和 II
    • 0046. 全排列
    • 0047. 全排列 II
    • 0048. 旋转图像
    • 0049. 字母异位词分组
    • 0050. Pow(x, n)
    • 0055. 跳跃游戏
    • 0056. 合并区间
    • 0060. 第 k 个排列
    • 0061. 旋转链表
    • 0062. 不同路径
    • 0073. 矩阵置零
    • 0075. 颜色分类
    • 0078. 子集
    • 0079. 单词搜索
    • 0080. 删除排序数组中的重复项 II
    • 0086. 分隔链表
    • 0090. 子集 II
    • 0091. 解码方法
    • 0092. 反转链表 II
    • 0094. 二叉树的中序遍历
    • 0095. 不同的二叉搜索树 II
    • 0096. 不同的二叉搜索树
    • 0098. 验证二叉搜索树
    • 0102. 二叉树的层序遍历
    • 0103. 二叉树的锯齿形层次遍历
    • 0113. 路径总和 II
    • 0129. 求根到叶子节点数字之和
    • 0130. 被围绕的区域
    • 0131. 分割回文串
    • 0139. 单词拆分
    • 0144. 二叉树的前序遍历
    • 0147. 对链表进行插入排序
    • 0150. 逆波兰表达式求值
    • 0152. 乘积最大子数组
    • 0153. 寻找旋转排序数组中的最小值
    • 0199. 二叉树的右视图
    • 0200. 岛屿数量
    • 0201. 数字范围按位与
    • 0208. 实现 Trie (前缀树)
    • 0209. 长度最小的子数组
    • 0211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计
    • 0215. 数组中的第 K 个最大元素
    • 0220. 存在重复元素 III
    • 0221. 最大正方形
    • 0227. 基本计算器 II
    • 0229. 求众数 II
    • 0230. 二叉搜索树中第 K 小的元素
    • 0236. 二叉树的最近公共祖先
    • 0238. 除自身以外数组的乘积
    • 0240. 搜索二维矩阵 II
    • 0279. 完全平方数
    • 0309. 最佳买卖股票时机含冷冻期
    • 0322. 零钱兑换
    • 0324. 摆动排序 II
    • 0328. 奇偶链表
    • 0331. 验证二叉树的前序序列化
    • 0334. 递增的三元子序列
    • 0337. 打家劫舍 III
    • 0343. 整数拆分
    • 0365. 水壶问题
    • 0378. 有序矩阵中第 K 小的元素
    • 0380. 常数时间插入、删除和获取随机元素
    • 0394. 字符串解码
    • 0416. 分割等和子集
    • 0424. 替换后的最长重复字符
    • 0438. 找到字符串中所有字母异位词
    • 0445. 两数相加 II
    • 0454. 四数相加 II
    • 0456. 132 模式
    • 0457.457. 环形数组是否存在循环
    • 0464. 我能赢么
    • 0470. 用 Rand7() 实现 Rand10
    • 0473. 火柴拼正方形
    • 0494. 目标和
    • 0516. 最长回文子序列
    • 0513. 找树左下角的值
    • 0518. 零钱兑换 II
    • 0525. 连续数组
    • 0547. 朋友圈
    • 0560. 和为 K 的子数组
    • 0609. 在系统中查找重复文件
    • 0611. 有效三角形的个数
    • 0673. 最长递增子序列的个数
    • 0686. 重复叠加字符串匹配
    • 0710. 黑名单中的随机数
    • 0714. 买卖股票的最佳时机含手续费
    • 0718. 最长重复子数组
    • 0735. 行星碰撞
    • 0754. 到达终点数字
    • 0785. 判断二分图
    • 0790. 多米诺和托米诺平铺
    • 0799. 香槟塔
    • 0801. 使序列递增的最小交换次数
    • 0816. 模糊坐标
    • 0820. 单词的压缩编码
    • 0838. 推多米诺
    • 0873. 最长的斐波那契子序列的长度
    • 0875. 爱吃香蕉的珂珂
    • 0877. 石子游戏
    • 0886. 可能的二分法
    • 0898. 子数组按位或操作
    • 0900. RLE 迭代器
    • 0911. 在线选举
    • 0912. 排序数组
    • 0932. 漂亮数组
    • 0935. 骑士拨号器
    • 0947. 移除最多的同行或同列石头
    • 0959. 由斜杠划分区域
    • 0978. 最长湍流子数组
    • 0987. 二叉树的垂序遍历
    • 1004. 最大连续 1 的个数 III
    • 1011. 在 D 天内送达包裹的能力
    • 1014. 最佳观光组合
    • 1015. 可被 K 整除的最小整数
    • 1019. 链表中的下一个更大节点
    • 1020. 飞地的数量
    • 1023. 驼峰式匹配
    • 1031. 两个非重叠子数组的最大和
    • 1043. 分隔数组以得到最大和
    • 1053. 交换一次的先前排列)
    • 1104. 二叉树寻路
    • 1129. 颜色交替的最短路径
    • 1131.绝对值表达式的最大值
    • 1138. 字母板上的路径
    • 1186. 删除一次得到子数组最大和
    • 1218. 最长定差子序列
    • 1227. 飞机座位分配概率
    • 1261. 在受污染的二叉树中查找元素
    • 1262. 可被三整除的最大和
    • 1297. 子串的最大出现次数
    • 1310. 子数组异或查询
    • 1334. 阈值距离内邻居最少的城市
    • 1371.每个元音包含偶数次的最长子字符串
    • 1381. 设计一个支持增量操作的栈
    • 1438. 绝对差不超过限制的最长连续子数组
    • 1558. 得到目标数组的最少函数调用次数
    • 1574. 删除最短的子数组使剩余数组有序
    • 1631. 最小体力消耗路径
    • 1638. 统计只差一个字符的子串数目
    • 1658. 将 x 减到 0 的最小操作数
    • 1697. 检查边长度限制的路径是否存在
    • 1737. 满足三条件之一需改变的最少字符数
    • 1770. 执行乘法运算的最大分数
    • 1793. 好子数组的最大分数
    • 1834. 单线程 CPU
    • 1899. 合并若干三元组以形成目标三元组
    • 1904. 你完成的完整对局数
    • 1906. 查询差绝对值的最小值
    • 1906. 查询差绝对值的最小值
    • 2007. 从双倍数组中还原原数组
    • 2008. 出租车的最大盈利
    • 2100. 适合打劫银行的日子
    • 2101. 引爆最多的炸弹
    • 2121. 相同元素的间隔之和
    • 2207. 字符串中最多数目的子字符串
    • 2592. 最大化数组的伟大值
    • 2593. 标记所有元素后数组的分数
    • 2817. 限制条件下元素之间的最小绝对差
    • 2865. 美丽塔 I
    • 2866. 美丽塔 II
    • 2939. 最大异或乘积
    • 3377. 使两个整数相等的数位操作
    • 3404. 统计特殊子序列的数目
    • 3428. 至多 K 个子序列的最大和最小和
  • 第六章 - 高频考题(困难)
    • LCP 20. 快速公交
    • LCP 21. 追逐游戏
    • Number Stream to Intervals
    • Triple-Inversion
    • Kth-Pair-Distance
    • Minimum-Light-Radius
    • Largest Equivalent Set of Pairs
    • Ticket-Order.md
    • Connected-Road-to-Destination
    • 0004. 寻找两个正序数组的中位数
    • 0023. 合并 K 个升序链表
    • 0025. K 个一组翻转链表
    • 0030. 串联所有单词的子串
    • 0032. 最长有效括号
    • 0042. 接雨水
    • 0052. N 皇后 II
    • 0057. 插入区间
    • 0065. 有效数字
    • 0084. 柱状图中最大的矩形
    • 0085. 最大矩形
    • 0087. 扰乱字符串
    • 0124. 二叉树中的最大路径和
    • 0128. 最长连续序列
    • 0132. 分割回文串 II
    • 0140. 单词拆分 II
    • 0145. 二叉树的后序遍历
    • 0146. LRU 缓存机制
    • 0154. 寻找旋转排序数组中的最小值 II
    • 0212. 单词搜索 II
    • 0239. 滑动窗口最大值
    • 0295. 数据流的中位数
    • 0297. 二叉树的序列化与反序列化
    • 0301. 删除无效的括号
    • 0312. 戳气球
    • 330. 按要求补齐数组
    • 0335. 路径交叉
    • 0460. LFU 缓存
    • 0472. 连接词
    • 0480. 滑动窗口中位数
    • 0483. 最小好进制
    • 0488. 祖玛游戏
    • 0493. 翻转对
    • 0664. 奇怪的打印机
    • 0679. 24 点游戏
    • 0715. Range 模块
    • 0726. 原子的数量
    • 0768. 最多能完成排序的块 II
    • 0805. 数组的均值分割
    • 0839. 相似字符串组
    • 0887. 鸡蛋掉落
    • 0895. 最大频率栈
    • 0975. 奇偶跳
    • 0995. K 连续位的最小翻转次数
    • 1032. 字符流
    • 1168. 水资源分配优化
    • 1178. 猜字谜
    • 1203. 项目管理
    • 1255. 得分最高的单词集合
    • 1345. 跳跃游戏 IV
    • 1449. 数位成本和为目标值的最大数字
    • 1494. 并行课程 II
    • 1521. 找到最接近目标值的函数值
    • 1526. 形成目标数组的子数组最少增加次数
    • 1639. 通过给定词典构造目标字符串的方案数
    • 1649. 通过指令创建有序数组
    • 1671. 得到山形数组的最少删除次数
    • 1707. 与数组中元素的最大异或值
    • 1713. 得到子序列的最少操作次数
    • 1723. 完成所有工作的最短时间
    • 1787. 使所有区间的异或结果为零
    • 1835. 所有数对按位与结果的异或和
    • 1871. 跳跃游戏 VII
    • 1872. 石子游戏 VIII
    • 1883. 准时抵达会议现场的最小跳过休息次数
    • 1970. 你能穿过矩阵的最后一天
    • 2009. 使数组连续的最少操作数
    • 2025. 分割数组的最多方案数
    • 2030. 含特定字母的最小子序列
    • 2102. 序列顺序查询
    • 2141. 同时运行 N 台电脑的最长时间
    • 2179. 统计数组中好三元组数目 👍
    • 2209. 用地毯覆盖后的最少白色砖块
    • 2281.sum-of-total-strength-of-wizards
    • 2306. 公司命名
    • 2312. 卖木头块
    • 2842. 统计一个字符串的 k 子序列美丽值最大的数目
    • 2972. 统计移除递增子数组的数目 II
    • 3027. 人员站位的方案数 II
    • 3041. 修改数组后最大化数组中的连续元素数目
    • 3082. 求出所有子序列的能量和
    • 3108. 带权图里旅途的最小代价
    • 3347. 执行操作后元素的最高频率 II
    • 3336. 最大公约数相等的子序列数量
    • 3410. 删除所有值为某个元素后的最大子数组和
  • 后序
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  • 题目地址(227. 基本计算器 II)
  • 题目描述
  • 前置知识
  • 公司
  • 一个栈
  • 两个栈
  • 扩展

这有帮助吗?

  1. 第五章 - 高频考题(中等)

0227. 基本计算器 II

题目地址(227. 基本计算器 II)

https://leetcode-cn.com/problems/basic-calculator-ii/

题目描述

实现一个基本的计算器来计算一个简单的字符串表达式的值。

字符串表达式仅包含非负整数,+, - ,*,/ 四种运算符和空格  。 整数除法仅保留整数部分。

示例 1:

输入: "3+2*2"
输出: 7
示例 2:

输入: " 3/2 "
输出: 1
示例 3:

输入: " 3+5 / 2 "
输出: 5
说明:

你可以假设所给定的表达式都是有效的。
请不要使用内置的库函数 eval。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/basic-calculator-ii
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

前置知识

  • 栈

公司

  • 暂无

一个栈

思路

计算器的题目基本都和栈有关,这道题也不例外。

由题目信息可知,s 中一共包含以下几种数据:

  • 空格

  • 数字

  • 操作符。这里有 + - * /

而对于操作符来说又可以进一步细分:

  • 一元操作符 + -

  • 二元操作符 * /

对于一元操作符来说,我们只需要知道一个操作数即可。这个操作数就是操作符右边的数字。为了达到这个效果,我们需要一点小小的 trick。

1 + 2

我们可以在前面补充一个 + 号,变成:

+ 1 + 2
# 可看成
(+1)(+2)

再比如:

(-1)(+2)(+3)(-4)

括号只是逻辑分组,实际并不存在。下同,不再赘述。

而对于二元操作符来说,我们需要知道两个操作数,这两个操作数分别是操作符两侧的两个数字。

(5) / (2)

再比如

(3) * (4)

简单来说就是,一元操作符绑定一个操作数。而二元操作符绑定两个操作数。

算法:

  • 从左到右遍历 s

  • 如果是数字,则更新数字

  • 如果是空格,则跳过

  • 如果是运算符,则按照运算符规则计算,并将计算结果重新入栈,具体见代码。最后更新 pre_flag 即可。

为了简化判断, 我使用了两个哨兵。一个是 s 末尾的 $,另一个是最开始的 pre_flag。

关键点解析

  • 区分一目和二目运算符,并使用栈来简化操作

  • 记录 pre_flag,即上一次出现的操作符

  • 使用哨兵简化操作。一个是 s 的 $ ,另一个是 pre_flag 的 +

代码

代码支持:Python。

Python Code:

class Solution:
    def calculate(self, s: str) -> int:
        stack = []
        s += '$'
        pre_flag = '+'
        num = 0

        for c in s:
            if c.isdigit():
                num = num * 10 + int(c)
            elif c == ' ': continue
            else:
                if pre_flag == '+':
                    stack.append(num)
                elif pre_flag == '-':
                    stack.append(-num)
                elif pre_flag == '*':
                    stack.append(stack.pop() * num)
                elif pre_flag == '/':
                    stack.append(int(stack.pop() / num))
                pre_flag = c
                num = 0
        return sum(stack)

复杂度分析

  • 时间复杂度:$O(N)$

  • 空间复杂度:$O(N)$

两个栈

思路

这里的两个栈分别用于存储操作数和非操作数,不妨:

  • 用 nums 存储操作数

  • 用 ops 存储非操作数

整体的思路也是类似的,我们一起来看下。

代码

代码支持:Python

Python Code:

class Solution:
    def calculate(self, s: str) -> int:
        s = '(' + s + ')'
        n = len(s)
        i = 0
        stack_ops = [] # 存储字符串的栈
        stack_nums = [] # 存储数字的栈
        while i < n:
            if s[i] in ' ':
                i += 1
                continue
            elif '0' <= s[i] <= '9':
                # 是数字
                num = ''
                while i < n and s[i].isdigit():
                    num += s[i]
                    i += 1
                i -= 1
                stack_nums.append(int(num))
                if not stack_ops:
                    i += 1
                    continue
                op = stack_ops.pop()
                num = stack_nums.pop()
                if op == "+":
                    num *= 1
                elif op == "-":
                    num *= -1
                elif op == "*":
                    num = stack_nums.pop() * num
                elif op == "/":
                    if num ^ stack_nums[-1] > 0: num = stack_nums.pop() // num
                    else: num = (stack_nums.pop() + num - 1) // num
                stack_nums.append(num)
            else:
                stack_ops.append(s[i])
            i += 1
        return sum(stack_nums)

复杂度分析

  • 时间复杂度:$O(N)$

  • 空间复杂度:$O(N)$

扩展

  1. 基本计算器 和这道题差不多,官方难度困难。就是多了个括号而已。所以基本上可以看做是这道题的扩展。题目描述:

实现一个基本的计算器来计算一个简单的字符串表达式的值。

字符串表达式可以包含左括号 ( ,右括号 ),加号 + ,减号 -,非负整数和空格  。

示例 1:

输入: "1 + 1"
输出: 2
示例 2:

输入: " 2-1 + 2 "
输出: 3
示例 3:

输入: "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"
输出: 23
说明:

你可以假设所给定的表达式都是有效的。
请不要使用内置的库函数 eval。

拿题目中最难的例子来说 "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"。我们可以将其拆分为:

  • 6+8 (= 14)

  • 4 + 5 + 2 (=11)

  • (11) - 3 (=8)

  • 1 + (8) (=9)

  • 9 + (14) (=23)

简单来说就是将括号里面的内容提取出来,提取出来就是上面的问题了。用上面的方法计算出结果,然后将结果作为一个数字替换原来的表达式。

比如我们先按照上面的算法计算出 6 + 8 的结果是 14,然后将 14 替换原来的 (6+8),那么原问题就转化为了(1+(4+5+2)-3)+14 。这样一步一步就可以得到答案。

因此我们可以使用递归,每次遇到 ( 则开启一轮新的递归,遇到 )则退出一层递归即可。

Python 代码:

class Solution:
    def calculate(self, s: str) -> int:
        def dfs(s, start):
            stack = []
            pre_flag = '+'
            num = 0
            i = start
            while i < len(s):
                c = s[i]
                if  c == ' ':
                    i += 1
                    continue
                elif c == '(':
                    i, num = dfs(s, i+1)
                elif c.isdigit():
                    num = num * 10 + int(c)
                else:
                    if pre_flag == '+':
                        stack.append(num)
                    elif pre_flag == '-':
                        stack.append(-num)
                    if c == ')': break
                    pre_flag = c
                    num = 0
                i += 1
            return i, sum(stack)
        s += '$'
        return dfs(s, 0)[1]

复杂度分析

  • 时间复杂度:$O(N)$

  • 空间复杂度:$O(N)$

补充:一些同学反映:思路和我的一样,代码也类似,为什么执行不正确?这里我强调一点:

  • 注意语句 if c == ')': break 的位置。如果放在其他位置,需要在其前手动增加语句,代码类似:

if c == ')':
    if pre_flag == '+':
        stack.append(num)
    elif pre_flag == '-':
        stack.append(-num)
    break

以 "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)" 来说,(4+5+2) 加起来就是 11,如果 break 前不执行上面的语句就会漏掉 2 变成 了 9,而不是 11。

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最后更新于2年前

这有帮助吗?

使用两个栈适用范围更广, 能解决 + - * / ^ % ( ) 等表达式问题,是一种经典的做法。比如 就可以使用双栈来解决。

大家对此有何看法,欢迎给我留言,我有时间都会一一查看回答。更多算法套路可以访问我的 LeetCode 题解仓库:https://github.com/azl397985856/leetcode 。 目前已经 38K star 啦。 大家也可以关注我的公众号《力扣加加》带你啃下算法这块硬骨头。

1896. 反转表达式值的最少操作次数