华为OD刷题C卷 - 每日刷题 23（提取字符串中的最长表达式，模拟目录管理功能

1、提取字符串中的最长表达式

目标是从一个给定的字符串中提取出最长的合法简单数学表达式，并计算该表达式的值。如果存在多个同样长度的合法表达式，则选择第一个出现的表达式进行计算。

简单数学表达式的规则：
只包含0-9的数字和+、-、*三种运算符。
所有数字的计算结果不超过long类型的最大值。
表达式中操作符不能连续出现，例如"±-+1"是非法的。
如果有多个相同长度的合法表达式，选择第一个出现的表达式。
表达式必须是最长的合法表达式。

2、（模拟目录管理功能 - 完整实现）：

这段 Java 代码是模拟目录管理功能的完整实现。它定义了 Main 类和两个辅助类 TreeNode 与 Tree。Tree 类包含了目录树的数据结构和基本操作，如创建目录、切换目录和获取当前路径。

main 方法处理标准输入中的命令序列，并根据命令更新目录树的状态，最终输出最后一条命令的执行结果。

// Hard.javapackage OD340;import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;/*** @description 提取字符串中的最长表达式* @level 7* @score 100* @type 双指针、正则表达式、栈*/// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Hard {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);String str = sc.nextLine();System.out.println(getMaxMath(str));}//提取字符串中最长合法表达式并计算值(只包含两个操作数的，且第一个数带正负号)，如有多个长度一样，则返回第一个public static long getMaxMath(String str) {char[] chars = str.toCharArray();int n = chars.length;//创建正则 匹配 (带正负号0个或1个) 数字1个或多个，然后是 + - * 必须1个 ，然后是 (不带正负号的数字)1个或多个//Pattern pattern = Pattern.compile("^([+-]?\\d+)([+*-]{1}\\d+)$");//如果匹配不只两个操作数Pattern pattern = Pattern.compile("^([+-]?\\d+)(([+*-]\\d+)+)([+*-]\\d+)$");int max = 0;long sum = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = i; j < n; j++) {String sub = str.substring(i, j + 1);Matcher matcher = pattern.matcher(sub);//如果匹配成功，且长度大于当前保存的最长，则更新if (matcher.find() && sub.length() > max) {max = sub.length();sum = cal(sub);}}}return sum;}//计算合法且无括号表达式的值：如 1 + 2 * 3 返回 7public static long cal(String str) {char[] chars = str.toCharArray();int n = chars.length;//存放操作数Stack<Long> stack = new Stack<>();//初始化符号和数字long number = 0;char sign = '+';//默认符号为"+" 即使第一位是-1 会+0 再 -1for (int i = 0; i < n; i++) {char c = chars[i];//如果遇到数字，拼数字if (c >= '0' && c <= '9') {number = number * 10 + (c - '0');}//没有括号和空格等不合法行为//遇到符号或已经到最后一位，将数字入栈、并刷新符号和数字if (!Character.isDigit(c) || i == n - 1) {if (sign == '+') {//该数字前面符号是“+”直接入栈stack.push(number);} else if (sign == '-') {//该数字前面的符号是“-”，变负数后入栈stack.push(-1 * number);} else if (sign == '*') {//该数字前面是乘，弹出一个相乘后再入栈stack.push(stack.pop() * number);}//刷新符号sign = c;//刷新数字number = 0;}}//将栈中的操作数求和long sum = 0;for (long i : stack) {sum += i;}return sum;}
}// Main.javapackage OD340;import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;/*** @description 提取字符串中的最长表达式* @level 7* @score 100* @type 双指针、正则表达式、栈*//*** 题目描述* 提取字符串中的最长合法简单数学表达式，字符串长度最长的，并计算表达式的值。如果没有，则返回 0* <p>* 简单数学表达式只能包含以下内容：* <p>* 0-9数字，符号+-** 说明：* <p>* 所有数字，计算结果都不超过long* 如果有多个长度一样的，请返回第一个表达式的结果* 数学表达式，必须是最长的，合法的* 操作符不能连续出现，如 +--+1 是不合法的* 输入描述* 字符串* <p>* 输出描述* 表达式值*/
// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);String str = sc.nextLine();System.out.println(getMaxMath(str));}//提取字符串中最长合法表达式并计算值(只包含两个操作数的，且第一个数带正负号)，如有多个长度一样，则返回第一个public static long getMaxMath(String str) {char[] chars = str.toCharArray();int n = chars.length;//创建正则 匹配 (带正负号0个或1个) 数字1个或多个，然后是 + - * 必须1个 ，然后是 (不带正负号的数字)1个或多个Pattern pattern = Pattern.compile("^([+-]?\\d+)([+*-]{1}\\d+)$");//如果匹配不只两个操作数int max = 0;long sum = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = i; j < n; j++) {String sub = str.substring(i, j + 1);Matcher matcher = pattern.matcher(sub);//如果匹配成功，且长度大于当前保存的最长，则更新if (matcher.find() && sub.length() > max) {max = sub.length();sum = cal(sub);}}}return sum;}//计算合法且无括号表达式的值：如 1 + 2 * 3 返回 7public static long cal(String str) {char[] chars = str.toCharArray();int n = chars.length;//存放操作数Stack<Long> stack = new Stack<>();//初始化符号和数字long number = 0;char sign = '+';//默认符号为"+" 即使第一位是-1 会+0 再 -1for (int i = 0; i < n; i++) {char c = chars[i];//如果遇到数字，拼数字if (c >= '0' && c <= '9') {number = number * 10 + (c - '0');}//没有括号和空格等不合法行为//遇到符号或已经到最后一位，将数字入栈、并刷新符号和数字if (!Character.isDigit(c) || i == n - 1) {if (sign == '+') {//该数字前面符号是“+”直接入栈stack.push(number);} else if (sign == '-') {//该数字前面的符号是“-”，变负数后入栈stack.push(-1 * number);} else if (sign == '*') {//该数字前面是乘，弹出一个相乘后再入栈stack.push(stack.pop() * number);}//刷新符号sign = c;//刷新数字number = 0;}}//将栈中的操作数求和long sum = 0;for (long i : stack) {sum += i;}return sum;}
}// Simple.javapackage OD340;import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;/*** @description 简单版* @level 7* @score 100* @type 双指针、正则表达式、栈*//*** 题目描述* 提取字符串中的最长合法简单数学表达式，字符串长度最长的，并计算表达式的值。如果没有，则返回 0* <p>* 简单数学表达式只能包含以下内容：* <p>* 0-9数字，符号+-** 说明：* <p>* 所有数字，计算结果都不超过long* 如果有多个长度一样的，请返回第一个表达式的结果* 数学表达式，必须是最长的，合法的* 操作符不能连续出现，如 +--+1 是不合法的* 输入描述* 字符串* <p>* 输出描述* 表达式值*/
// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Simple {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);String str = sc.nextLine();//简单合法表达式为只有两个操作数 如 1+1 -1+1 +1+1都是合法的//正则包含三部分：开头^(含有0个或1个符号的数字1个到多个) (操作符+-*) (数字1个到多个)$结尾Pattern pattern = Pattern.compile("^([+-]?\\d+)([+*-])(\\d+)$");int maxLength = 0;long sum = 0;//遍历for (int i = 0; i < str.length(); i++) {for (int j = i; j < str.length(); j++) {String sub = str.substring(i, j + 1);Matcher matcher = pattern.matcher(sub);//如果匹配到且长度大于当前保存的长度，则更新if (matcher.find() && sub.length() > maxLength) {maxLength = sub.length();//求解 使用matcher.group(1)和matcher.group(3)分别获取两个数字long num1 = Long.parseLong(matcher.group(1));long num2 = Long.parseLong(matcher.group(3));//操作符String sign = matcher.group(2);switch (sign) {case "+":sum = num1 + num2;break;case "-":sum = num1 - num2;break;case "*":sum = num1 * num2;break;}}}}System.out.println(sum);}
}

package OD341;import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;/*** @description 模拟目录管理功能* @level 6* @score 200* @url https://hydro.ac/d/HWOD2023/p/OD341*/
// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);//初始化目录树Tree tree = new Tree();//记录最后一条命令的输出 除了pwd有输出，其他都输出空//输出为空时要输出根目录"/" 才能百分百解法String command_output = "/";outer:while (sc.hasNextLine()) {String line = sc.nextLine();String[] tmp = line.split(" ");//命令 mkdir cd pwdString cmd_key = tmp[0];//参数//String cmd_val =  tmp[1];//pwd没有参数，可能会越界//常量在前面，防止空指针异常if ("pwd".equals(cmd_key)) {//pwd不需要参数，有参数的错误输入什么都不需要干if (tmp.length != 1) continue;//否则，就将当前命令的输出结果保存command_output = tree.pwd();} else if ("mkdir".equals(cmd_key) || "cd".equals(cmd_key)) {//参数只能有1个if (tmp.length != 2) continue;//目录名String cmd_val = tmp[1];//除了 cd .. 不需要检测 其他都需要检测文件名是否合法if (!(cmd_key.equals("cd") && cmd_val.equals(".."))) {for (int i = 0; i < cmd_val.length(); i++) {char c = cmd_val.charAt(i);//不合法，直接跳到下一个命令if (c < 'a' || c > 'z') continue outer;}}//实现操作if ("mkdir".equals(cmd_key)) {tree.mkdir(cmd_val);//mkdir操作没有输出，清空当前保存的最后输出command_output = "/";} else {//cdtree.cd(cmd_val);//清空command_output = "/";}}}//输出最后一条命令的输入，如果是mkdir cd 则没有输出System.out.println(command_output);}//节点 包含父目录 子目录<>static class TreeNode {//目录名String curDicName;//父目录TreeNode fa;//子目录：<子目录名，子目录对象>HashMap<String, TreeNode> ch;//构造方法 新建一个节点<节点名，父目录>public TreeNode(String curDicName, TreeNode fa) {this.curDicName = curDicName;this.fa = fa;this.ch = new HashMap<>();}}//目录树static class Tree {//根节点TreeNode root;//当前层TreeNode cur;//默认无参构造方法public Tree() {//根节点 视为名称为/this.root = new TreeNode("/", null);this.cur = root;}//新建目录public void mkdir(String dicName) {//如果有同名子目录，则不做任务操作//子目录名，子目录对象(名称+"/",该子目录的父目录)this.cur.ch.putIfAbsent(dicName, new TreeNode(dicName + "/", this.cur));}//进入目录public void cd(String dicName) {//cd .. 防止空指针异常if ("..".equals(dicName)) {//如果上层不为空，则进入上层if (this.cur.fa != null) {this.cur = this.cur.fa;}//如果为空，不进行任何操作} else {//cd dicName//有同名子目录才进入if (this.cur.ch.containsKey(dicName)) {//进入this.cur = this.cur.ch.get(dicName);}//没有同名子目录则不做任何操作}}//pwdpublic String pwd() {StringBuilder sb = new StringBuilder();//从当前层遍历到root，每次插入到头部，即倒序TreeNode cur = this.cur;while (cur != null) {// c/ -> b/c/ -> a/b/c/ -> /a/b/c/sb.insert(0, cur.curDicName);cur = cur.fa;}return sb.toString();}}
}