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java中实现四则运算代码
java中实现四则运算代码
发布时间:2016-12-28 来源:查字典编辑
摘要:代码的思路是通过正则判断计算每个最小的计算单元。以下是代码:importjava.math.BigDecimal;importjava.ut...

代码的思路是通过正则判断计算每个最小的计算单元。以下是代码:

import java.math.BigDecimal; import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; /** * 计算器工具类 * @author shuqi * @date 2015-7-23 * @version since 1.0 */ public class CalculatorUtil { public static BigDecimal arithmetic(String exp){ if(!exp.matches("d+")){ String result = parseExp(exp).replaceAll("[[]]", ""); return new BigDecimal(result); }else{ return new BigDecimal(exp); } } /** * 最小计数单位 * */ private static String minExp="^((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)?]))[+-*/]((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)"; /** * 不带括号的运算 */ private static String noParentheses="^[^()]+$"; /** * 匹配乘法或者除法 */ private static String priorOperatorExp="(((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)?]))[*/]((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)"; /** * 匹配加法和减法 */ private static String operatorExp="(((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)?]))[+-]((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)"; /** * 匹配只带一个括号的 */ private static String minParentheses="([^()]+)"; /** * 解析计算四则运算表达式,例:2+((3+4)*2-22)/2*3 * @param expression * @return */ private static String parseExp(String expression){ //方法进入 先替换空格,在去除运算两边的()号 expression=expression.replaceAll("s+", "").replaceAll("^(([^()]+))$", "$1"); //最小表达式计算 if(expression.matches(minExp)){ String result=calculate(expression); return Double.parseDouble(result)>=0"+result+"]"; } //计算不带括号的四则运算 if(expression.matches(noParentheses)){ Pattern patt=Pattern.compile(priorOperatorExp); Matcher mat=patt.matcher(expression); if(mat.find()){ String tempMinExp=mat.group(); expression=expression.replaceFirst(priorOperatorExp, parseExp(tempMinExp)); }else{ patt=Pattern.compile(operatorExp); mat=patt.matcher(expression); if(mat.find()){ String tempMinExp=mat.group(); expression=expression.replaceFirst(operatorExp, parseExp(tempMinExp)); } } return parseExp(expression); } //计算带括号的四则运算 Pattern patt=Pattern.compile(minParentheses); Matcher mat=patt.matcher(expression); if(mat.find()){ String tempMinExp=mat.group(); expression=expression.replaceFirst(minParentheses, parseExp(tempMinExp)); } return parseExp(expression); } /** * 计算最小单位四则运算表达式(两个数字) * @param exp * @return */ private static String calculate(String exp){ exp=exp.replaceAll("[[]]", ""); String number[]=exp.replaceFirst("(d)[+-*/]", "$1,").split(","); BigDecimal number1=new BigDecimal(number[0]); BigDecimal number2=new BigDecimal(number[1]); BigDecimal result=null; String operator=exp.replaceFirst("^.*d([+-*/]).+$", "$1"); if("+".equals(operator)){ result=number1.add(number2); }else if("-".equals(operator)){ result=number1.subtract(number2); }else if("*".equals(operator)){ result=number1.multiply(number2); }else if("/".equals(operator)){ //第二个参数为精度,第三个为四色五入的模式 result=number1.divide(number2,5,BigDecimal.ROUND_CEILING); } return result!=null?result.toString():null; } }

代码原本是一个博客,原来代码没有注释而且存在BUG,我稍微修稿了一哈添加了注释。在这里做个笔记,方便以后用

另为表示对原作者的敬意,附上原始代码

/** * 四则运算表达式计算 * @author penli * */ public class Arithmetic { public static void main(String args[]){ System.out.println(arithmetic("2.2+((3+4)*2-22)/2*3.2")); } public static double arithmetic(String exp){ String result = parseExp(exp).replaceAll("[[]]", ""); return Double.parseDouble(result); } /** * 解析计算四则运算表达式,例:2+((3+4)*2-22)/2*3 * @param expression * @return */ public static String parseExp(String expression){ //String numberReg="^((?!0)d+(.d+(?<!0))?)|(0.d+("; expression=expression.replaceAll("s+", "").replaceAll("^((.+))$", "$1"); String checkExp="d"; String minExp="^((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)?]))[+-*/]((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)"; //最小表达式计算 if(expression.matches(minExp)){ String result=calculate(expression); return Double.parseDouble(result)>=0"+result+"]"; } //计算不带括号的四则运算 String noParentheses="^[^()]+$"; String priorOperatorExp="(((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)?]))[*/]((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)"; String operatorExp="(((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)?]))[+-]((d+(.d+)?)|([-d+(.d+)"; if(expression.matches(noParentheses)){ Pattern patt=Pattern.compile(priorOperatorExp); Matcher mat=patt.matcher(expression); if(mat.find()){ String tempMinExp=mat.group(); expression=expression.replaceFirst(priorOperatorExp, parseExp(tempMinExp)); }else{ patt=Pattern.compile(operatorExp); mat=patt.matcher(expression); if(mat.find()){ String tempMinExp=mat.group(); expression=expression.replaceFirst(operatorExp, parseExp(tempMinExp)); } } return parseExp(expression); } //计算带括号的四则运算 String minParentheses="([^()]+)"; Pattern patt=Pattern.compile(minParentheses); Matcher mat=patt.matcher(expression); if(mat.find()){ String tempMinExp=mat.group(); expression=expression.replaceFirst(minParentheses, parseExp(tempMinExp)); } return parseExp(expression); } /** * 计算最小单位四则运算表达式(两个数字) * @param exp * @return */ public static String calculate(String exp){ exp=exp.replaceAll("[[]]", ""); String number[]=exp.replaceFirst("(d)[+-*/]", "$1,").split(","); BigDecimal number1=new BigDecimal(number[0]); BigDecimal number2=new BigDecimal(number[1]); BigDecimal result=null; String operator=exp.replaceFirst("^.*d([+-*/]).+$", "$1"); if("+".equals(operator)){ result=number1.add(number2); }else if("-".equals(operator)){ result=number1.subtract(number2); }else if("*".equals(operator)){ result=number1.multiply(number2); }else if("/".equals(operator)){ result=number1.divide(number2); } return result!=null?result.toString():null; } }

最后给大家分享一个网友的实现方法,个人感觉也很不错

import java.util.Stack; /** * 利用栈,进行四则运算的类 * 用两个栈来实现算符优先,一个栈用来保存需要计算的数据numStack,一个用来保存计算优先符priStack * * 基本算法实现思路为:用当前取得的运算符与priStack栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶; * 若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算; * 若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。各个优先级'(' > '*' = '/' > '+' = '-' > ')' * */ public class Operate { private Stack<Character> priStack = new Stack<Character>();// 操作符栈 private Stack<Integer> numStack = new Stack<Integer>();;// 操作数栈 /** * 传入需要解析的字符串,返回计算结果(此处因为时间问题,省略合法性验证) * @param str 需要进行技术的表达式 * @return 计算结果 */ public int caculate(String str) { // 1.判断string当中有没有非法字符 String temp;// 用来临时存放读取的字符 // 2.循环开始解析字符串,当字符串解析完,且符号栈为空时,则计算完成 StringBuffer tempNum = new StringBuffer();// 用来临时存放数字字符串(当为多位数时) StringBuffer string = new StringBuffer().append(str);// 用来保存,提高效率 while (string.length() != 0) { temp = string.substring(0, 1); string.delete(0, 1); // 判断temp,当temp为操作符时 if (!isNum(temp)) { // 1.此时的tempNum内即为需要操作的数,取出数,压栈,并且清空tempNum if (!"".equals(tempNum.toString())) { // 当表达式的第一个符号为括号 int num = Integer.parseInt(tempNum.toString()); numStack.push(num); tempNum.delete(0, tempNum.length()); } // 用当前取得的运算符与栈顶运算符比较优先级:若高于,则因为会先运算,放入栈顶;若等于,因为出现在后面,所以会后计算,所以栈顶元素出栈,取出操作数运算; // 若小于,则同理,取出栈顶元素运算,将结果入操作数栈。 // 判断当前运算符与栈顶元素优先级,取出元素,进行计算(因为优先级可能小于栈顶元素,还小于第二个元素等等,需要用循环判断) while (!compare(temp.charAt(0)) && (!priStack.empty())) { int a = (int) numStack.pop();// 第二个运算数 int b = (int) numStack.pop();// 第一个运算数 char ope = priStack.pop(); int result = 0;// 运算结果 switch (ope) { // 如果是加号或者减号,则 case '+': result = b + a; // 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; case '-': result = b - a; // 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; case '*': result = b * a; // 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; case '/': result = b / a;// 将操作结果放入操作数栈 numStack.push(result); break; } } // 判断当前运算符与栈顶元素优先级, 如果高,或者低于平,计算完后,将当前操作符号,放入操作符栈 if (temp.charAt(0) != '#') { priStack.push(new Character(temp.charAt(0))); if (temp.charAt(0) == ')') {// 当栈顶为'(',而当前元素为')'时,则是括号内以算完,去掉括号 priStack.pop(); priStack.pop(); } } } else // 当为非操作符时(数字) tempNum = tempNum.append(temp);// 将读到的这一位数接到以读出的数后(当不是个位数的时候) } return numStack.pop(); } /** * 判断传入的字符是不是0-9的数字 * * @param str * 传入的字符串 * @return */ private boolean isNum(String temp) { return temp.matches("[0-9]"); } /** * 比较当前操作符与栈顶元素操作符优先级,如果比栈顶元素优先级高,则返回true,否则返回false * * @param str 需要进行比较的字符 * @return 比较结果 true代表比栈顶元素优先级高,false代表比栈顶元素优先级低 */ private boolean compare(char str) { if (priStack.empty()) { // 当为空时,显然 当前优先级最低,返回高 return true; } char last = (char) priStack.lastElement(); // 如果栈顶为'('显然,优先级最低,')'不可能为栈顶。 if (last == '(') { return true; } switch (str) { case '#': return false;// 结束符 case '(': // '('优先级最高,显然返回true return true; case ')': // ')'优先级最低, return false; case '*': { // '*/'优先级只比'+-'高 if (last == '+' || last == '-') return true; else return false; } case '/': { if (last == '+' || last == '-') return true; else return false; } // '+-'为最低,一直返回false case '+': return false; case '-': return false; } return true; } public static void main(String args[]) { Operate operate = new Operate(); int t = operate.caculate("(3+4*(4*10-10/2)#"); System.out.println(t); } }

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