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

时间：2017-11-15

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：

12+5*2+3-5*2=15

PS：这里再为大家推荐几款计算工具供大家进一步参考借鉴：

在线一元函数（方程）求解计算工具：
http://tools.jb51.net/jisuanqi/equ_jisuanqi

科学计算器在线使用_高级计算器在线计算：
http://tools.jb51.net/jisuanqi/jsqkexue

在线计算器_标准计算器：
http://tools.jb51.net/jisuanqi/jsq

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