java实现一个简单的数学表达式分析器(加减乘除和括号)
1.使用此分析器需要输入两个量:
String str1=运算符号有前后有空格的数学表达式(如 1 + 2 * ( 3+1) - 5 #),并在最后添加‘#’字符作为结束标志;
String str2=无空格的分割的数学表达式(如 1+2*(3+1)-5#),同样添加‘#’字符作为结束标志;
2.注:表达式必须严格正确“( )”是不允许存在单个的情况。源代码中有一定的检测机制,但现在还不确定是否能够检错所有情况;
使用两种输入的原因是方便于检错和字符串的切割;
3.花了两天晚上写的(包括安卓app),虽然简陋。但是对于我来说还是太肝了。这个是为面试学校的一个学生组织的实验室,准备做的安卓上的计算器中的输入分析器(算是核心的代码了doge.jpg);因为考虑到可能以后还可以改改,所以就单独写了个方法(算是低耦合吧doge.jpg);
4.注:此代码暂时只能解析含加减乘除和括号的算式。主要核心算法思想参考《数据结构C语言版 吴伟民著》P53。其他的实现都是自己写的,把c转为java确实也遇到很多问题。
5.使用时使用的是EvaluateExpression这个类,创建是用构造方法EvaluateExpression(str2(不含空格),str1(含空格)),使用.doEvaluateExpression()方法实现计算(如果返回值为False则表示输入的表达式有误),使用.sum得到最后结果。
6.下面是步骤:
实现一个栈:
public class strStack {
private String[] myStack=new String[80];
private int StackLength=0;
private int StackPoint=0;
public boolean isEmpty(){
if(StackLength==0)
return true;
else
return false;
}
public int getStacklength(){
return StackLength;
}
public boolean push(String str){
if(StackPoint==80)
return false;
else{
myStack[StackPoint]=str;
StackLength++;
StackPoint++;
return true;
}
}
public String getTop(){
if(StackPoint==0){
return null;
}else{
return myStack[StackPoint-1];
}
}
public String pop(){
String popn=myStack[StackPoint-1];
myStack[StackPoint-1]=null;
StackLength--;
StackPoint--;
return popn;
}
public void clearStack(){
if(!isEmpty()){
for(int i=StackLength-1;i>=0;i--){
myStack[i]=null;
}
StackLength=0;
StackPoint=0;
}
}
public void trevalstack(){
for(int i=0;i<StackPoint;i++){
System.out.print(" "+myStack[i]);
}
}
}
实现字符串处理类:
public class cutStr {
private String[] mystr;//切割后的表达式
private String outstr;//不含空格的表达式
private String outstrhasSpace;//含空格的表达式 public cutStr(){
}
public cutStr(String outstr,String outstrhasSpace){
this.outstr=outstr;
this.outstrhasSpace=outstrhasSpace;//初始化,得到外来字符串
}
public String[] ReAddstr(){//切割字符串,将运算符号与数字分开
mystr=outstrhasSpace.split("[ ]+");
return mystr;
}
public boolean countsymple(){
boolean temp=true;
for(int i=0;i<outstr.length();i++){
if(i!=outstr.length()-1){//判断是否有非法的连续输入
if(outstr.charAt(i)=='+'||
outstr.charAt(i)=='-'||
outstr.charAt(i)=='*'||
outstr.charAt(i)=='/'||
outstr.charAt(i)=='.'){
if(outstr.charAt(i+1)=='+'||
outstr.charAt(i+1)=='-'||
outstr.charAt(i+1)=='*'||
outstr.charAt(i+1)=='/'||
outstr.charAt(i+1)=='.'){
temp=false;
break;
}
}
}else{//判断最后一个字符是否合法
if(outstr.charAt(i)=='+'||
outstr.charAt(i)=='-'||
outstr.charAt(i)=='*'||
outstr.charAt(i)=='/'){
temp=false;
break;
}
}
}
return temp;
}
public boolean khnumber(){
int kl=0;
int kr=0;
for(int i=0;i<outstr.length();i++){
if(outstr.charAt(i)=='(')
kl++;
if(outstr.charAt(i)==')')
kr++;
}
if(kr==kl&&(kr+kl)%2==0)
return true;
else
return false;
}
public String[] getMystr() {//返回切割后的字符串数组
ReAddstr();
return mystr;
} }
实现运算符优先级比较处理类:
public class Precede {
private char[][] mylist={{'>','>','<','<','<','>','>'},
{'>','>','<','<','<','>','>'},
{'>','>','>','>','<','>','>'},
{'>','>','>','>','<','>','>'},
{'<','<','<','<','<','=',0},
{'>','>','>','>',0,'>','>'},
{'<','<','<','<','<',0,'='}};
public char doPrecede(char c1,char c2){//查询两者关系
int c1n,c2n;
c1n=exchange(c1);
c2n=exchange(c2);
return mylist[c1n][c2n];
}
public int exchange(char mychar){//将符号转换为自定义数字,用于定位表中位置
int temp=-1;
switch(mychar){
case '+': temp=0; break;
case '-': temp=1; break;
case '*': temp=2; break;
case '/': temp=3; break;
case '(': temp=4; break;
case ')': temp=5; break;
case '#': temp=6; break;
}
return temp;
}
}
实现运算的操作类:
public class Operate {
private double a;
private double b;
private char threta;
public Operate(){ }
public Operate(double a,char threta,double b){
this.a=a;
this.b=b;
this.threta=threta;
}
public double doOperaate(){
double temp=0;
switch(threta){
case '+': temp=a+b;break;
case '-': temp=a-b;break;
case '*': temp=a*b;break;
case '/': temp=a/b;break;
}
return temp;
}
}
实现运行运算的类:
public class EvaluateExpression {
public String sum;//储存计算的最终结果
public boolean jugment=true;//作为表达式是否合法的标志
String outstr,outstrhasSpace;
public EvaluateExpression(String outstr,String outstrhasSpace){
this.outstr=outstr;
this.outstrhasSpace=outstrhasSpace;
}
public boolean isOP(String x){//判断是否为运算符号的方法
if(x.charAt(0)=='+'||x.charAt(0)=='-'||x.charAt(0)=='*'||x.charAt(0)=='/'||x.charAt(0)=='('||x.charAt(0)==')'||x.charAt(0)=='#')
return true;
else
return false;
}
public boolean doEvaluateExpression(){//求解过程的方法,如果判断表达式错误那么直接结束
Precede pre=new Precede();
strStack OPTR=new strStack();
OPTR.push("#");
strStack OPND=new strStack();
cutStr cS=new cutStr(outstr,outstrhasSpace);
jugment=cS.countsymple();
String[] mystr=cS.getMystr();
jugment=cS.khnumber();
for(int i=0;jugment&&((mystr[i].charAt(0)!='#')||(OPTR.getTop().charAt(0)!='#'));){
if(!isOP(mystr[i])){
OPND.push(mystr[i]);
i++;
}
else{
switch(pre.doPrecede(OPTR.getTop().charAt(0),mystr[i].charAt(0))){
case '<':
OPTR.push(mystr[i]);
i++; break;
case '=':
OPTR.pop();
i++;
break;
case '>':String thretax=OPTR.pop();
char threta=thretax.charAt(0);
String b=OPND.pop();
String a=OPND.pop();
double bb=0;
double aa=0;
try{
bb=Double.parseDouble(b);
aa=Double.parseDouble(a);
}catch(NumberFormatException e){
jugment=false;
}
Operate oper=new Operate(aa,threta,bb);//创建一个操作对象,并初始化
String numberx=String.valueOf(oper.doOperaate());
OPND.push(numberx);
break;
case '0':jugment=false;break;
}
}
/*System.out.print(i);
System.out.print(" ");
OPND.trevalstack();
System.out.print(" ");
OPTR.trevalstack();
System.out.println(" ");*/
}
sum=OPND.getTop();
return jugment;
}
}
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