package com.example.demo1.dataStructure.stack;

public class Calculator {

    public static void main(String[] args) {

        String expression = "7*2*2-5+1-5+3-4"; // 15如何处理多位数的问题？
        //创建两个栈，数栈，一个符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //定义需要的相关变量
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' '; //将每次扫描得到 char 保存到 ch
        String keepNum = ""; //用于拼接 多位数

        //开始 while 循环的扫描 expression
        while (true) {
            //依次得到 expression 的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);

            //判断 ch 是什么，然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {
                //如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //如果符号栈有操作符，就进行比较,如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符, 就需要从数栈中 pop 出两个数,
                    // 在从符号栈中 pop 出一个符号，进行运算，将得到结果，入数栈，然后将当前的操作符入符 号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //把运算的结果放入数栈
                        numStack.push(res);
                        //然后将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符， 就直接入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    //如果为空直接入符号栈
                    operStack.push(ch); // 1 + 3
                }
            } else {
                //如果是数，则直接入数栈

                //numStack.push(ch - 48); //? "1+3" '1' => 1
                // 分析思路 //1. 当处理多位数时，不能发现是一个数就立即入栈，因为他可能是多位数
                // 2. 在处理数，需要向 expression 的表达式的 index 后再看一位,如果是数就进行扫描，如果是符号 才入栈
                // 3. 因此我们需要定义一个变量 字符串，用于拼接
                // 处理多位数
                keepNum += ch;

                //如果 ch 已经是 expression 的最后一位，就直接入栈
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {

                    //判断下一个字符是不是数字，如果是数字，就继续扫描，如果是运算符，则入栈
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                    //清空
                    keepNum = "";

                }
            }
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        while (true) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果, 数栈中只有一个数字【结果】
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);//入栈
        }
        //将数栈的最后数，pop 出，就是结果
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式 %s = %d", expression, res2);
    }
}


//先创建一个栈,直接使用前面创建好
// 定义一个 ArrayStack2 表示栈, 需要扩展功能
class ArrayStack2 {
    private int maxSize; // 栈的大小
    private int[] stack; // 数组，数组模拟栈，数据就放在该数组
    private int top = -1;// top 表示栈顶，初始化为-1

    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //增加一个方法，可以返回当前栈顶的值, 但是不是真正的 pop
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }


    //入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈-pop, 将栈顶的数据返回
    public int pop() {
        //先判断栈是否空
        if (isEmpty()) {
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("ջ�գ�û������~");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //显示栈的情况[遍历栈]， 遍历时，需要从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空，没有数据~~");
            return;
        }

        //需要从栈顶开始显示数据
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级，优先级是程序员来确定, 优先级使用数字表示
    // 数字越大，则优先级就越高.
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1; //不存在的操作符
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    //计算方法
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        // res 用于存放计算的结果
        int res = 0;

        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                // 注意顺序
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                // 注意顺序
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }

}