字符串的四则运算表达式

chnmagnus 发布于2019-08-16 18:25 / 713人阅读

摘要：支持括号小数负数也行运算数字运算符没有括号正常运算括号内的值都取完了，删除括号左右括号齐全先算括号内的一个包含数字的列表和一个包含运算符的列表形式可能会有空字符串符号列表同时出现从左至右运算同时出现从左

    public static void main(String[] args) {
        // 支持括号 小数 负数
        String statement = "-10/(4.5+5.5)*(-4-6+20)/-2"; // 10/(-2) 也行
        System.out.println(calculate(statement));
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private static double calculate(String statement){
        Object[] result = filter(statement);
        // 运算数字
        List numList = (List) result[0];
        // 运算符
        List symbolList = (List) result[1];
        while (!symbolList.isEmpty()) {
            int index = symbolList.indexOf("(");
            if (index == -1) {
                // 没有括号正常运算
                realCalculate(numList, symbolList);
            } else {
                int right = symbolList.indexOf(")");
                if (right == index + 1) {
                    // 括号内的值都取完了，删除括号
                    symbolList.remove(index);
                    symbolList.remove(index);
                    continue;
                }
                // 左右括号齐全 先算括号内的
                if (right != -1) {
                    List doubles = numList.subList(index, right);
                    List subChars = symbolList.subList(index + 1, right);
                    realCalculate(doubles, subChars);
                }
            }
        }
        return numList.get(0);
    }

    /**
     * @return 一个包含数字的列表和一个包含运算符的列表
     */
    private static Object[] filter(String statement) {
        // 形式 123,456,789 可能会有空字符串
        StringBuilder nums = new StringBuilder();
        // 符号列表
        List symbolList = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < statement.length(); i++) {
            char c = statement.charAt(i);
            if (c == "-" && (i == 0 || statement.charAt(i - 1) == "(" 
            || statement.charAt(i - 1) == "*" || statement.charAt(i - 1) == "/")) {
                nums.append(c).append(statement.charAt(i + 1));
                i++;
            } else if (Character.isDigit(c) || c == ".") {
                nums.append(c);
            } else {
                symbolList.add(c);
                nums.append(",");
            }
        }

        String[] ss = nums.toString().split(",");
        List numList = new ArrayList<>();
        for (String num : ss) {
            if (!num.isEmpty()) {
                numList.add(Double.parseDouble(num));
            }
        }
        return new Object[]{numList, symbolList};
    }

    private static void realCalculate(List numList, List symbolList) {
        while (!symbolList.isEmpty()) {
            int index = symbolList.indexOf("*"), tmp;
            double value = 0.0D;
            if (index != -1 && (tmp = symbolList.indexOf("/")) != -1) {
                // 同时出现 * / 从左至右运算
                if (index < tmp) {
                    value = numList.remove(index) * numList.remove(index);
                } else {
                    index = tmp;
                    value = numList.remove(index) / numList.remove(index);
                }
            } else if (index != -1) {
                value = numList.remove(index) * numList.remove(index);
            } else if ((index = symbolList.indexOf("/")) != -1) {
                value = numList.remove(index) / numList.remove(index);
            } else if ((index = symbolList.indexOf("+")) != -1 && (tmp = symbolList.indexOf("-")) != -1) {
                // 同时出现 + - 从左至右运算
                if (index < tmp) {
                    value = numList.remove(index) + numList.remove(index);
                } else {
                    index = tmp;
                    value = numList.remove(index) - numList.remove(index);
                }
            } else if (index != -1) {
                value = numList.remove(index) + numList.remove(index);
            } else if ((index = symbolList.indexOf("-")) != -1) {
                value = numList.remove(index) - numList.remove(index);
            }
            // 删除运算符
            symbolList.remove(index);
            // 将计算结果放回列表，待下次计算
            numList.add(index, value);
        }
    }

总结一下

我的方法是先从括号的算起，根据运算符索引查找运算数索引，从而进行计算，算完后删除运算符和运算数，并将运算结果放回待运算的列表

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