给定一个公式字符串用java进行拆解并计算结果

Posted 2020-12-27 yyk1226

需求很简单，给定一个字符串形式的公式规则，用java代码进行拆解，并能计算出结果。

?考虑字符串中数字格式【整数、小数点】

?考虑字符串中运算符【+-*/()】

?考虑空格、运算规则【被0除】

以下是参考地址，里边有讨论部分的内容：

https://bbs.csdn.net/topics/380022283

下边是代码部分，可以作为一个工具类进行使用：

package test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * 给定公式字符串拆解计算
 * @author kerala
 *
 */
public class CalUtil {
    
    static final String symbol = "+-*/()"; //运算符
    static final String[] priority = {"+-", "*/", "()"}; //运算符优先级

     
    /**
     * 运算符比较器
     */
    static Comparator<String> comp = new Comparator<String>() {
        public int compare(String s1, String s2) {
            int n1=0, n2=0;
            for (int i=0; i<priority.length; i++) {
                if (priority[i].indexOf(s1) >= 0) {n1 = i;}
                if (priority[i].indexOf(s2) >= 0) {n2 = i;}
            }
            return (n1 - n2);
        }
    };
    
  /**
   * 输入字符串公式，返回结果
   * @param exp
   * @return
   * @throws Exception
   */
    public static String getResultByStrCal(String exp) throws Exception{
        List<String> list = analyze(exp); //中缀转后缀
        double result = cacl(list); //计算结果
        return String.format("%.2f", result);//%.2f\n解释：%f ——浮点型  .2 ——两位小数点   \n  ——换行
    }

    /**
     * 分析算式
     * @param exp
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static List<String> analyze(String exp) throws Exception { 
        if (exp == null) {
            throw new Exception ("illegal parameter.");
        }
        exp = exp.replaceAll("\\s*", ""); //去掉所有的空格（为了方便中间存在空格算合法）

        
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        Stack<String> sym = new Stack<String>();

        StringBuilder buf = new StringBuilder();
        for (char c : exp.toCharArray()) {
            if (symbol.indexOf(c) >= 0) { //如果是运算符
                if (buf.length() > 0) { //如果有操作数
                    String v = buf.toString();
                    if (! v.matches("\\d+([.]\\d+)?")) {
                        throw new Exception ("illegal varaible("+v+").");
                    }
                    list.add(v);
                    buf.delete(0, buf.length());
                }

                if (c == ‘(‘) {
                    sym.push(String.valueOf(c));
                } else if (c == ‘)‘) {
                    String last = "";
                    while (sym.size() > 0) {
                        last = sym.pop();
                        if (last.equals("(")) {
                            break;
                        } else {
                            list.add(last);
                        }
                    }
                    if (!"(".equals(last)) {
                        throw new Exception ("illigal express.");
                    }
                } else if (sym.size() > 0) {
                    String s = String.valueOf(c);
                    String last = sym.peek();
                    if (last.equals("(") || comp.compare(s, last) > 0) {
                        sym.push(s);
                    } else {
                        last = sym.pop();
                        list.add(last);
                        sym.push(s);
                    }
                } else {
                    sym.push(String.valueOf(c));
                }         
            } else { //不是运算符则当作操作数（因为已经去除所有空格，这里不再需要判断空格）
                buf.append(c);
            }
        }

        if (buf.length() > 0) {
            list.add(buf.toString());
        }

        while (sym.size() > 0) {
            String last = sym.pop();
            if ("()".indexOf(last) >= 0) {
                throw new Exception ("illigal express.");
            }
            list.add(last);
        }
        
        return list;
    }

    /**
     * 计算
     * @param list
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static double cacl(List<String> list) throws Exception { 
        Stack<Double> val = new Stack<Double>();
        double result = 0;
        while (list.size() > 0) {
            String s = list.remove(0);
            if (symbol.indexOf(s) >= 0) {
                double d1 = val.pop();
                double d2 = val.pop();
                if ("+".equals(s)) {
                    result = d2 + d1;
                } else if ("-".equals(s)) {
                    result = d2 - d1;
                } else if ("*".equals(s)) {
                    result = d2 * d1;
                } else if ("/".equals(s)) {
                    result = d2 / d1;
                } else {
                    throw new Exception ("illigal symbol("+s+").");
                }
                val.push(result);
            } else {
                if (!s.matches("\\d+([.]\\d+)?")) {
                    throw new Exception ("illigal variable("+s+").");
                }
                val.push(Double.valueOf(s));
            }
        }
        
        return result;
    }
    
}

测试一下：

package test;


/**
 * 测试拆分字符串公式运算
 * @author kerala
 *
 */
public class TestCal {

    /**
     * @param args
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args)  {
        
        String exp = "2.5*0.4+(2*5)";
        try {
            String result = CalUtil.getResultByStrCal(exp);
            System.out.printf(result);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("请输入正确计算公式");
        }
        
    }

}

目前测试了几个公式，都还正确，如果有问题，以后再补充！