PHP棧的定義、入棧出棧方法及基于堆棧實現的計算器完整實例

2024-05-05 00:00:52

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供稿：網友

本文實例講述了PHP棧的定義、入棧出棧方法及基于堆棧實現的計算器。分享給大家供大家參考，具體如下：

棧是線性表的一種，他的特點是后入先出，可以這么理解，棧就像一個存東西的盒子，先放進去的在最底層，后放進去的在上層，因為上層的東西把底層的東西壓住了，下層的想要出去就必須把上層的先拿開才行。

介紹代碼：

data類：就是存放數據的類。（）就是要放入棧的東西
stack類：是棧的類，整個對棧就在這個類中

主要方法：

入棧push_stack（$data）檢測棧是否已滿，如果沒滿就讓數據入棧。
出棧pop_stack($data)檢測棧是否為空，如果不空可以出棧
讀取棧頂元素top_stack()如果棧不空，返回當前棧頂部的數據。

下邊是代碼：

<?php/*** Author Been**/class data{  //數據  private $data;  public function __construct($data){    $this->data=$data;    echo $data.":哥入棧了！<br>";  }  public function getData(){    return $this->data;  }  public function __destruct(){    echo $this->data."：哥走了！<br>";  }}class stack{  private $size;  private $top;  private $stack=array();  public function __construct($size){    $this->Init_Stack($size);  }  //初始化棧  public function Init_Stack($size){    $this->size=$size;    $this->top=-1;  }  //判斷棧是否為空  public function Empty_Stack(){    if($this->top==-1)return 1;    else return 0;  }  //判斷棧是否已滿  public function Full_Stack(){    if($this->top<$this->size-1)return 0;    else return 1;  }  //入棧  public function Push_Stack($data){    if($this->Full_Stack())echo "棧滿了<br />";    else $this->stack[++$this->top]=new data($data);  }  //出棧  public function Pop_Stack(){    if($this->Empty_Stack())echo "棧空著呢<br />";    else unset($this->stack[$this->top--]);  }  //讀取棧頂元素  public function Top_Stack(){    return $this->Empty_Stack()?"棧空無數據！":$this->stack[$this->top]->getData();  }}$stack=new stack(4);$stack->Pop_Stack();$stack->Push_Stack("aa");$stack->Push_Stack("aa1");$stack->Pop_Stack("aa1");$stack->Push_Stack("aa2");$stack->Push_Stack("aa3");$stack->Push_Stack("aa4");echo $stack->Top_Stack(),'<br />';$stack->Push_Stack("aa5");$stack->Push_Stack("aa6");$stack->Pop_Stack();$stack->Pop_Stack();$stack->Pop_Stack();$stack->Pop_Stack();$stack->Pop_Stack();$stack->Pop_Stack();

運行結果：

棧空著呢aa:哥入棧了！aa1:哥入棧了！aa1：哥走了！aa2:哥入棧了！aa3:哥入棧了！aa4:哥入棧了！aa4棧滿了棧滿了aa4：哥走了！aa3：哥走了！aa2：哥走了！aa：哥走了！棧空著呢棧空著呢

案例：基于堆棧的高級計算器

當我們得到一個字符串運算式該如何去得出它的運算結果呢？

這時候我們就能使用堆棧的算法很巧妙的解決這個問題。

思路是這樣的：（我們利用php函數substr循環去截取這個字符串運算式，依次取出這個字符串的值【我們得從第一個字符開始截取】，我們將開始截取位置設為一個循環增長的變量，初始化為【$index=0】）,同時還需要創建兩個棧，一個專門存放數字【$numStack】，一個存放運算符【$operStack】，我們還需要一個可以判斷是否是運算符號的函數，將每次截取的值放入這個自定義函數中，返回一個可以區別為數字或運算符的標識，通過對這個標識的判斷確定值是數字還是運算符，是數字就插入數棧，是運算符的話就插入符號棧。插入數棧的話可直接插入，但是符號棧的話需要特殊處理一下[【如果符號棧為空則直接插入，不為空：我們要將插入的符號與棧內的符號進行運算優先級比較（可以定義一個函數來判定符號優先級，把 * 和 / 假定為1 把 + 和 - 假定為0 假設數字大的優先級高，如此就能得出運算符優先級），當待插入的符號優先級小于等于棧內頂端的運算符優先級，就從數棧彈出兩個值符號棧彈出一個運算符將它們進行運算】

下面是一個php的實例【參考自韓順平老師的php算法教程】

<html><head><meta http-equiv='content-type' content='text/html;charset=utf-8'/></head><h1>高級計算器</h1><?php/** * 一個棧類 */class MyStack{      public $top=-1;//默認是-1，表示該棧是空的      public $maxSize=15;//$maxSize表示棧最大容量      public $stack=array();//      //入棧的操作      public function push($val)      {        //先判斷棧是否已經滿了        if($this->top==$this->maxSize-1){          echo '<br/>棧滿，不能添加';          return;        }        $this->top++;        $this->stack[$this->top]=$val;      }      //出棧的操作,就是把棧頂的值取出      public function pop()      {        //判斷是否棧空        if($this->top==-1){          echo '<br/>棧空1';          return;        }        //把棧頂的值，取出        $topVal=$this->stack[$this->top];        $this->top--;        return $topVal;      }      //顯示棧的所有數據的方法.      public function showStack()      {        if($this->top==-1){          echo '<br/>棧空2';          return;        }        echo '<br/>當前棧的情況是....';        for($i=$this->top;$i>-1;$i--){          echo '<br/> stack['.$i.']='.$this->stack[$i];        }      }      //判斷是否是一個運算符      public function isOper($val)      {        if ($val=='+'||$val=='-'||$val=='*'||$val=='/')        {          return true;        }      }      //判斷棧是否為空      public function isEmpty()      {        if ($this->top==-1) return true;      }      /**       * 比較運算符的優先級       * 我把 * 和/運算符的優先級看作1       * +和- 看作0       * 通過它們之間的比較就能得出它們的優先級誰更高       */      public function PRI($oper)      {        if ($oper=='*'||$oper=='/')        {          return 1;        } else if ($oper=='+'||$oper=='-') {          return 0;        }      }      //返回棧頂端的值      public function getTop()      {        return $this->stack[$this->top];      }      //計算      public function getResult($num1,$num2,$oper)      {        switch ($oper)        {          case '+':            $res = $num2+$num1;          break;          case '-':            $res = $num2-$num1;          break;          case '*':            $res = $num2*$num1;          break;          case '/':            $res = $num2/$num1;          break;        }        return $res;      }}//需要進行運算的表達式$str = '12+5*2+3-5*2';//字符串的指針$index = 0;//聲明一個用于組合聯系數字的變量$keepNum = '';//定義一個數棧和一個符號棧$numsStack=new MyStack();$operStack=new MyStack();while (true){  $val = mb_substr($str,$index,1);  //如果是一個符號就入符號棧 否則入數棧  if ($operStack->isOper($val)==true)  {    //符號入棧前需要判斷一下 棧為空直接入棧 不為空需要比較當前運算符與棧頂端的運算符    //如果當前運算符的優先級低于棧內的 則需要運算    if ($operStack->isEmpty())    {      $operStack->push($val);    } else {       while (!$operStack->isEmpty()&&$operStack->PRI($val)<=$operStack->PRI($operStack->getTop()))       {         //當前符號的優先級要直到高于棧內的時候才能入棧 否則要計算        //當前運算符的優先級低于棧內的 則運算        $num1 = $numsStack->pop();        $num2 = $numsStack->pop();        $oper = $operStack->pop();        $res = $numsStack->getResult($num1,$num2,$oper);        //計算完畢將結果入棧        $numsStack->push($res);       }      //把當前這個符號再入符號棧      $operStack->push($val);        }  } else {    //考慮如果是連續數字的問題    $keepNum.=$val;    //先判斷是否已經到字符串最后.如果已經到最后，就直接入棧.    if ($index==mb_strlen($str)-1)    {      $numsStack->push($keepNum);//是數字直接入棧    } else {      //要判斷一下$ch字符的下一個字符是數字還是符號.      if ($operStack->isOper(mb_substr($str,$index+1,1)))      {        $numsStack->push($keepNum);        $keepNum='';      }    }  }  $index++;//讓$index指向下一個字符.  if ($index==mb_strlen($str)) break;//已掃描到字符串的末尾 就退出while循環}/*4. 當掃描完畢后，就依次彈出數棧和符號棧的數據，并計算，最終留在數棧的值，就是運算結果,只有符號棧不空就一直計算*/while (!$operStack->isEmpty()){  $num1 = $numsStack->pop();  $num2 = $numsStack->pop();  $oper = $operStack->pop();  $res = $numsStack->getResult($num1,$num2,$oper);  //計算完畢將結果入棧  $numsStack->push($res);}//當退出while后，在數棧一定有一個數，這個數就是最后結果echo $str.'='.$numsStack->getTop();?>

運行結果：