我试图写一个Java例程来计算数学表达式从字符串值，如:
"5 + 3" "10-4 * 5" "(1 + 10) * 3"
我想避免很多如果-then-else语句。 我该怎么做呢?
当前回答
这实际上是对@Boann给出的答案的补充。它有一个轻微的错误，导致“-2 ^ 2”给出一个错误的结果-4.0。这里的问题是求幂的点。只需将取幂运算移到parseTerm()的块中，就可以了。看看下面，这是@Boann的回答略有修改。修改意见见评论。
public static double eval(final String str) {
return new Object() {
int pos = -1, ch;
void nextChar() {
ch = (++pos < str.length()) ? str.charAt(pos) : -1;
}
boolean eat(int charToEat) {
while (ch == ' ') nextChar();
if (ch == charToEat) {
nextChar();
return true;
}
return false;
}
double parse() {
nextChar();
double x = parseExpression();
if (pos < str.length()) throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
return x;
}
// Grammar:
// expression = term | expression `+` term | expression `-` term
// term = factor | term `*` factor | term `/` factor
// factor = `+` factor | `-` factor | `(` expression `)`
// | number | functionName factor | factor `^` factor
double parseExpression() {
double x = parseTerm();
for (;;) {
if (eat('+')) x += parseTerm(); // addition
else if (eat('-')) x -= parseTerm(); // subtraction
else return x;
}
}
double parseTerm() {
double x = parseFactor();
for (;;) {
if (eat('*')) x *= parseFactor(); // multiplication
else if (eat('/')) x /= parseFactor(); // division
else if (eat('^')) x = Math.pow(x, parseFactor()); //exponentiation -> Moved in to here. So the problem is fixed
else return x;
}
}
double parseFactor() {
if (eat('+')) return parseFactor(); // unary plus
if (eat('-')) return -parseFactor(); // unary minus
double x;
int startPos = this.pos;
if (eat('(')) { // parentheses
x = parseExpression();
eat(')');
} else if ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { // numbers
while ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') nextChar();
x = Double.parseDouble(str.substring(startPos, this.pos));
} else if (ch >= 'a' && ch <= 'z') { // functions
while (ch >= 'a' && ch <= 'z') nextChar();
String func = str.substring(startPos, this.pos);
x = parseFactor();
if (func.equals("sqrt")) x = Math.sqrt(x);
else if (func.equals("sin")) x = Math.sin(Math.toRadians(x));
else if (func.equals("cos")) x = Math.cos(Math.toRadians(x));
else if (func.equals("tan")) x = Math.tan(Math.toRadians(x));
else throw new RuntimeException("Unknown function: " + func);
} else {
throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
}
//if (eat('^')) x = Math.pow(x, parseFactor()); // exponentiation -> This is causing a bit of problem
return x;
}
}.parse();
}
其他回答
在我的大学项目中，我正在寻找一个既支持基本公式又支持更复杂方程(特别是迭代运算符)的解析器/求值器。我发现了一个非常好的JAVA和。net开源库，叫做mXparser。我将给出几个例子，让大家对语法有一些感觉，如需进一步指导，请访问项目网站(特别是教程部分)。
https://mathparser.org/
https://mathparser.org/mxparser-tutorial/
https://mathparser.org/api/
举几个例子
一个简单的开始
Expression e = new Expression("( 2 + 3/4 + sin(pi) )/2");
double v = e.calculate()
2 -用户定义的参数和常量
Argument x = new Argument("x = 10");
Constant a = new Constant("a = pi^2");
Expression e = new Expression("cos(a*x)", x, a);
double v = e.calculate()
3 -用户定义的函数
Function f = new Function("f(x, y, z) = sin(x) + cos(y*z)");
Expression e = new Expression("f(3,2,5)", f);
double v = e.calculate()
4 -迭代
Expression e = new Expression("sum( i, 1, 100, sin(i) )");
double v = e.calculate()
最近发现的-如果你想尝试语法(并查看高级用例)，你可以下载由mXparser支持的标量计算器应用程序。
这样怎么样:
String st = "10+3";
int result;
for(int i=0;i<st.length();i++)
{
if(st.charAt(i)=='+')
{
result=Integer.parseInt(st.substring(0, i))+Integer.parseInt(st.substring(i+1, st.length()));
System.out.print(result);
}
}
并相应地对其他数学运算符做类似的事情。
你可以看看Symja框架:
ExprEvaluator util = new ExprEvaluator();
IExpr result = util.evaluate("10-40");
System.out.println(result.toString()); // -> "-30"
请注意，可以计算更复杂的表达式:
// D(...) gives the derivative of the function Sin(x)*Cos(x)
IAST function = D(Times(Sin(x), Cos(x)), x);
IExpr result = util.evaluate(function);
// print: Cos(x)^2-Sin(x)^2
这实际上是对@Boann给出的答案的补充。它有一个轻微的错误，导致“-2 ^ 2”给出一个错误的结果-4.0。这里的问题是求幂的点。只需将取幂运算移到parseTerm()的块中，就可以了。看看下面，这是@Boann的回答略有修改。修改意见见评论。
public static double eval(final String str) {
return new Object() {
int pos = -1, ch;
void nextChar() {
ch = (++pos < str.length()) ? str.charAt(pos) : -1;
}
boolean eat(int charToEat) {
while (ch == ' ') nextChar();
if (ch == charToEat) {
nextChar();
return true;
}
return false;
}
double parse() {
nextChar();
double x = parseExpression();
if (pos < str.length()) throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
return x;
}
// Grammar:
// expression = term | expression `+` term | expression `-` term
// term = factor | term `*` factor | term `/` factor
// factor = `+` factor | `-` factor | `(` expression `)`
// | number | functionName factor | factor `^` factor
double parseExpression() {
double x = parseTerm();
for (;;) {
if (eat('+')) x += parseTerm(); // addition
else if (eat('-')) x -= parseTerm(); // subtraction
else return x;
}
}
double parseTerm() {
double x = parseFactor();
for (;;) {
if (eat('*')) x *= parseFactor(); // multiplication
else if (eat('/')) x /= parseFactor(); // division
else if (eat('^')) x = Math.pow(x, parseFactor()); //exponentiation -> Moved in to here. So the problem is fixed
else return x;
}
}
double parseFactor() {
if (eat('+')) return parseFactor(); // unary plus
if (eat('-')) return -parseFactor(); // unary minus
double x;
int startPos = this.pos;
if (eat('(')) { // parentheses
x = parseExpression();
eat(')');
} else if ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { // numbers
while ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') nextChar();
x = Double.parseDouble(str.substring(startPos, this.pos));
} else if (ch >= 'a' && ch <= 'z') { // functions
while (ch >= 'a' && ch <= 'z') nextChar();
String func = str.substring(startPos, this.pos);
x = parseFactor();
if (func.equals("sqrt")) x = Math.sqrt(x);
else if (func.equals("sin")) x = Math.sin(Math.toRadians(x));
else if (func.equals("cos")) x = Math.cos(Math.toRadians(x));
else if (func.equals("tan")) x = Math.tan(Math.toRadians(x));
else throw new RuntimeException("Unknown function: " + func);
} else {
throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
}
//if (eat('^')) x = Math.pow(x, parseFactor()); // exponentiation -> This is causing a bit of problem
return x;
}
}.parse();
}
下面是GitHub上另一个名为EvalEx的开源库。
与JavaScript引擎不同，这个库只专注于计算数学表达式。此外，该库是可扩展的，支持使用布尔运算符和圆括号。
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