PHP栈的定义、入栈出栈方法及基于堆栈实现的计算器完整实例

2024-05-05 00:00:52

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供稿：网友

本文实例讲述了PHP栈的定义、入栈出栈方法及基于堆栈实现的计算器。分享给大家供大家参考，具体如下：

栈是线性表的一种，他的特点是后入先出，可以这么理解，栈就像一个存东西的盒子，先放进去的在最底层，后放进去的在上层，因为上层的东西把底层的东西压住了，下层的想要出去就必须把上层的先拿开才行。

介绍代码：

data类：就是存放数据的类。（）就是要放入栈的东西
stack类：是栈的类，整个对栈就在这个类中

主要方法：

入栈push_stack（$data）检测栈是否已满，如果没满就让数据入栈。
出栈pop_stack($data)检测栈是否为空，如果不空可以出栈
读取栈顶元素top_stack()如果栈不空，返回当前栈顶部的数据。

下边是代码：

<?php/*** Author Been**/class data{  //数据  private $data;  public function __construct($data){    $this->data=$data;    echo $data.":哥入栈了！<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);  }  //初始化栈  public function Init_Stack($size){    $this->size=$size;    $this->top=-1;  }  //判断栈是否为空  public function Empty_Stack(){    if($this->top==-1)return 1;    else return 0;  }  //判断栈是否已满  public function Full_Stack(){    if($this->top<$this->size-1)return 0;    else return 1;  }  //入栈  public function Push_Stack($data){    if($this->Full_Stack())echo "栈满了<br />";    else $this->stack[++$this->top]=new data($data);  }  //出栈  public function Pop_Stack(){    if($this->Empty_Stack())echo "栈空着呢<br />";    else unset($this->stack[$this->top--]);  }  //读取栈顶元素  public function Top_Stack(){    return $this->Empty_Stack()?"栈空无数据！":$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();

运行结果：

栈空着呢aa:哥入栈了！aa1:哥入栈了！aa1：哥走了！aa2:哥入栈了！aa3:哥入栈了！aa4:哥入栈了！aa4栈满了栈满了aa4：哥走了！aa3：哥走了！aa2：哥走了！aa：哥走了！栈空着呢栈空着呢

案例：基于堆栈的高级计算器

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='content-type' content='text/html;charset=utf-8'/></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 '<br/>栈满，不能添加';          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 '<br/>栈空1';          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 '<br/>栈空2';          return;        }        echo '<br/>当前栈的情况是....';        for($i=$this->top;$i>-1;$i--){          echo '<br/> stack['.$i.']='.$this->stack[$i];        }      }      //判断是否是一个运算符      public function isOper($val)      {        if ($val=='+'||$val=='-'||$val=='*'||$val=='/')        {          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 ($oper=='*'||$oper=='/')        {          return 1;        } else if ($oper=='+'||$oper=='-') {          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 '+':            $res = $num2+$num1;          break;          case '-':            $res = $num2-$num1;          break;          case '*':            $res = $num2*$num1;          break;          case '/':            $res = $num2/$num1;          break;        }        return $res;      }}//需要进行运算的表达式$str = '12+5*2+3-5*2';//字符串的指针$index = 0;//声明一个用于组合联系数字的变量$keepNum = '';//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='';      }    }  }  $index++;//让$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 $str.'='.$numsStack->getTop();?>

运行结果：