Jak ocenić wyrażenie matematyczne podane w postaci ciągu?

Próbuję napisać procedurę Java, aby ocenić proste wyrażenia matematyczne na podstawie Stringwartości takich jak:

1. "5+3"
2. "10-40"
3. "10*3"

Chcę uniknąć wielu stwierdzeń „jeśli to wtedy”. W jaki sposób mogę to zrobić?

Dzięki JDK1.6 możesz korzystać z wbudowanego silnika JavaScript.

import javax.script.ScriptEngineManager;
import javax.script.ScriptEngine;
import javax.script.ScriptException;

public class Test {
  public static void main(String[] args) throws ScriptException {
    ScriptEngineManager mgr = new ScriptEngineManager();
    ScriptEngine engine = mgr.getEngineByName("JavaScript");
    String foo = "40+2";
    System.out.println(engine.eval(foo));
    } 
}

Napisałem tę evalmetodę wyrażeń arytmetycznych, aby odpowiedzieć na to pytanie. Wykonuje dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie, potęgowanie (za pomocą ^symbolu) i kilka podstawowych funkcji, takich jak sqrt. Obsługuje grupowanie za pomocą (... )i poprawia pierwszeństwo operatora oraz zasady asocjatywności .

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 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

            return x;
        }
    }.parse();
}

Przykład:

System.out.println(eval("((4 - 2^3 + 1) * -sqrt(3*3+4*4)) / 2"));

Wyjście: 7,5 (co jest poprawne)

Analizator składni jest rekurencyjnym analizatorem pochodzenia , więc wewnętrznie używa osobnych metod analizy dla każdego poziomu pierwszeństwa operatora w gramatyce. I trzymał go krótko więc łatwo zmodyfikować, ale oto kilka pomysłów, które warto go rozwinąć z:

• Zmienne:

  Bit parsera, który odczytuje nazwy funkcji, można łatwo zmienić w celu obsługi również zmiennych niestandardowych, wyszukując nazwy w tabeli zmiennych przekazywanej do evalmetody, takiej jak a Map<String,Double> variables.

• Oddzielna kompilacja i ocena:

  Co jeśli, po dodaniu obsługi zmiennych, chciałbyś oceniać to samo wyrażenie miliony razy ze zmienionymi zmiennymi, bez analizowania go za każdym razem? To jest możliwe. Najpierw zdefiniuj interfejs do oceny wstępnie skompilowanego wyrażenia:

  @FunctionalInterface
  interface Expression {
      double eval();
  }

  Teraz zmień wszystkie metody, które zwracają doubles, więc zamiast tego zwracają instancję tego interfejsu. Świetnie nadaje się do tego składnia lambda Java 8. Przykład jednej ze zmienionych metod:

  Expression parseExpression() {
      Expression x = parseTerm();
      for (;;) {
          if (eat('+')) { // addition
              Expression a = x, b = parseTerm();
              x = (() -> a.eval() + b.eval());
          } else if (eat('-')) { // subtraction
              Expression a = x, b = parseTerm();
              x = (() -> a.eval() - b.eval());
          } else {
              return x;
          }
      }
  }

  To buduje rekurencyjne drzewo Expressionobiektów reprezentujących skompilowane wyrażenie ( abstrakcyjne drzewo składniowe ). Następnie możesz go raz skompilować i wielokrotnie oceniać przy użyciu różnych wartości:

  public static void main(String[] args) {
      Map<String,Double> variables = new HashMap<>();
      Expression exp = parse("x^2 - x + 2", variables);
      for (double x = -20; x <= +20; x++) {
          variables.put("x", x);
          System.out.println(x + " => " + exp.eval());
      }
  }

• Różne typy danych:

  Zamiast tego doublemożesz zmienić ewaluator, aby użył czegoś mocniejszego BigDecimal, lub klasy, która implementuje liczby zespolone lub liczby wymierne (ułamki). Możesz nawet użyć Object, pozwalając na mieszanie typów danych w wyrażeniach, tak jak prawdziwy język programowania. :)

_{Cały kod w tej odpowiedzi został udostępniony publicznie . Baw się dobrze!}

Poprawnym sposobem rozwiązania tego jest użycie leksera i parsera . Możesz samodzielnie napisać ich proste wersje, lub na tych stronach znajdują się również linki do leksykonów i analizatorów składni Java.

Tworzenie parsera rekurencyjnego zejścia jest naprawdę dobrym ćwiczeniem edukacyjnym.

W moim projekcie uniwersyteckim szukałem parsera / ewaluatora obsługującego zarówno podstawowe formuły, jak i bardziej skomplikowane równania (zwłaszcza iterowane operatory). Znalazłem bardzo ładną bibliotekę open source dla JAVA i .NET o nazwie mXparser. Podam kilka przykładów, aby poczuć składnię. Dalsze instrukcje można znaleźć na stronie projektu (szczególnie w sekcji samouczka).

https://mathparser.org/

https://mathparser.org/mxparser-tutorial/

https://mathparser.org/api/

I kilka przykładów

1 - Prosta furmula

Expression e = new Expression("( 2 + 3/4 + sin(pi) )/2");
double v = e.calculate()

2 - Argumenty i stałe zdefiniowane przez użytkownika

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 - Funkcje zdefiniowane przez użytkownika

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 - Iteracja

Expression e = new Expression("sum( i, 1, 100, sin(i) )");
double v = e.calculate()

Znalezione niedawno - na wypadek gdybyś chciał wypróbować składnię (i zapoznaj się z zaawansowanym przypadkiem użycia), możesz pobrać aplikację Kalkulator skalarny obsługiwany przez mXparser.

Z poważaniem

TUTAJ to kolejna biblioteka open source na GitHub o nazwie EvalEx.

W przeciwieństwie do silnika JavaScript biblioteka ta koncentruje się wyłącznie na ocenie wyrażeń matematycznych. Ponadto biblioteka jest rozszerzalna i obsługuje użycie operatorów logicznych oraz nawiasów.

Możesz także wypróbować interpreter BeanShell :

Interpreter interpreter = new Interpreter();
interpreter.eval("result = (7+21*6)/(32-27)");
System.out.println(interpreter.get("result"));

Możesz łatwo oceniać wyrażenia, jeśli aplikacja Java już uzyskuje dostęp do bazy danych, bez używania innych plików JAR.

Niektóre bazy danych wymagają użycia tabeli zastępczej (np. „Podwójnej” tabeli Oracle), a inne pozwalają na ocenę wyrażeń bez „wybierania” z dowolnej tabeli.

Na przykład w Sql Server lub Sqlite

select (((12.10 +12.0))/ 233.0) amount

i w Oracle

select (((12.10 +12.0))/ 233.0) amount from dual;

Zaletą korzystania z bazy danych jest to, że można oceniać wiele wyrażeń jednocześnie. Również większość baz danych pozwoli ci na użycie bardzo złożonych wyrażeń i będzie mieć także szereg dodatkowych funkcji, które można wywołać w razie potrzeby.

Wydajność może jednak ulec pogorszeniu, jeśli wiele pojedynczych wyrażeń należy oceniać indywidualnie, szczególnie gdy baza danych znajduje się na serwerze sieciowym.

Poniżej w pewnym stopniu rozwiązano problem z wydajnością, korzystając z bazy danych Sqlite w pamięci.

Oto pełny działający przykład w Javie

Class. forName("org.sqlite.JDBC");
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:sqlite::memory:");
Statement stat = conn.createStatement();
ResultSet rs = stat.executeQuery( "select (1+10)/20.0 amount");
rs.next();
System.out.println(rs.getBigDecimal(1));
stat.close();
conn.close();

Oczywiście można rozszerzyć powyższy kod, aby obsługiwał wiele obliczeń jednocześnie.

ResultSet rs = stat.executeQuery( "select (1+10)/20.0 amount, (1+100)/20.0 amount2");

Ten artykuł omówiono różne podejścia. Oto 2 kluczowe podejścia wymienione w artykule:

JEXL z Apache

Pozwala na skrypty zawierające odniesienia do obiektów java.

// Create or retrieve a JexlEngine
JexlEngine jexl = new JexlEngine();
// Create an expression object
String jexlExp = "foo.innerFoo.bar()";
Expression e = jexl.createExpression( jexlExp );

// Create a context and add data
JexlContext jctx = new MapContext();
jctx.set("foo", new Foo() );

// Now evaluate the expression, getting the result
Object o = e.evaluate(jctx);

Użyj silnika javascript osadzonego w JDK:

private static void jsEvalWithVariable()
{
    List<String> namesList = new ArrayList<String>();
    namesList.add("Jill");
    namesList.add("Bob");
    namesList.add("Laureen");
    namesList.add("Ed");

    ScriptEngineManager mgr = new ScriptEngineManager();
    ScriptEngine jsEngine = mgr.getEngineByName("JavaScript");

    jsEngine.put("namesListKey", namesList);
    System.out.println("Executing in script environment...");
    try
    {
      jsEngine.eval("var x;" +
                    "var names = namesListKey.toArray();" +
                    "for(x in names) {" +
                    "  println(names[x]);" +
                    "}" +
                    "namesListKey.add(\"Dana\");");
    }
    catch (ScriptException ex)
    {
        ex.printStackTrace();
    }
}

Innym sposobem jest użycie Spring Expression Language lub SpEL, który robi znacznie więcej wraz z oceną wyrażeń matematycznych, dlatego może nieco przesadzić. Nie musisz używać środowiska Spring, aby korzystać z tej biblioteki wyrażeń, ponieważ jest ona autonomiczna. Kopiowanie przykładów z dokumentacji SpEL:

ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
int two = parser.parseExpression("1 + 1").getValue(Integer.class); // 2 
double twentyFour = parser.parseExpression("2.0 * 3e0 * 4").getValue(Double.class); //24.0

Przeczytaj więcej zwięzłych przykładów SPEL tutaj i pełne dokumenty tutaj

jeśli zamierzamy go wdrożyć, możemy użyć następującego algorytmu:

1. Chociaż nadal są tokeny do odczytania,

   1.1 Zdobądź następny token. 1.2 Jeśli token to:

   1.2.1 Liczba: wepchnij ją na stos wartości.

   1.2.2 Zmienna: pobierz jej wartość i wciśnij na stos wartości.

   1.2.3 Lewy nawias: wciśnij go na stos operatora.

   1.2.4 Właściwy nawias:

    1 While the thing on top of the operator stack is not a 
      left parenthesis,
        1 Pop the operator from the operator stack.
        2 Pop the value stack twice, getting two operands.
        3 Apply the operator to the operands, in the correct order.
        4 Push the result onto the value stack.
    2 Pop the left parenthesis from the operator stack, and discard it.

   1.2.5 Operator (nazwij to thisOp):

    1 While the operator stack is not empty, and the top thing on the
      operator stack has the same or greater precedence as thisOp,
      1 Pop the operator from the operator stack.
      2 Pop the value stack twice, getting two operands.
      3 Apply the operator to the operands, in the correct order.
      4 Push the result onto the value stack.
    2 Push thisOp onto the operator stack.

2. Podczas gdy stos operatora nie jest pusty, 1 Usuń operatora ze stosu operatora. 2 Pop dwukrotnie stos wartości, otrzymując dwa operandy. 3 Zastosuj operatora do operandów we właściwej kolejności. 4 Wciśnij wynik na stos wartości.

3. W tym momencie stos operatora powinien być pusty, a stos wartości powinien zawierać tylko jedną wartość, co jest wynikiem końcowym.

To kolejna interesująca alternatywa https://github.com/Shy-Ta/expression-evaluator-demo

Użycie jest bardzo proste i wykonuje zadanie, na przykład:

  ExpressionsEvaluator evalExpr = ExpressionsFactory.create("2+3*4-6/2");  
  assertEquals(BigDecimal.valueOf(11), evalExpr.eval()); 

Wygląda na to, że JEP powinien wykonać to zadanie

Myślę, że niezależnie od tego, jak to zrobisz, będzie wymagało wielu stwierdzeń warunkowych. Ale w przypadku pojedynczych operacji, takich jak w przykładach, można ograniczyć go do 4, jeśli instrukcje zawierają coś podobnego

String math = "1+4";

if (math.split("+").length == 2) {
    //do calculation
} else if (math.split("-").length == 2) {
    //do calculation
} ...

To staje się o wiele bardziej skomplikowane, gdy chcesz poradzić sobie z wieloma operacjami, takimi jak „4 + 5 * 6”.

Jeśli próbujesz zbudować kalkulator, z zaskoczeniem przekazałbym każdą sekcję obliczenia osobno (każdą liczbę lub operator), a nie jako pojedynczy ciąg.

Jest za późno, by odpowiedzieć, ale natknąłem się na tę samą sytuację, aby ocenić wyrażenie w java, może to komuś pomóc

MVELwykonuje ocenę wyrażeń w środowisku wykonawczym, możemy napisać kod Java, Stringaby uzyskać w tym miejscu ocenę.

    String expressionStr = "x+y";
    Map<String, Object> vars = new HashMap<String, Object>();
    vars.put("x", 10);
    vars.put("y", 20);
    ExecutableStatement statement = (ExecutableStatement) MVEL.compileExpression(expressionStr);
    Object result = MVEL.executeExpression(statement, vars);

Możesz rzucić okiem na środowisko Symja :

ExprEvaluator util = new ExprEvaluator(); 
IExpr result = util.evaluate("10-40");
System.out.println(result.toString()); // -> "-30" 

Zwróć uwagę, że można ocenić zdecydowanie bardziej złożone wyrażenia:

// 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

Wypróbuj następujący przykładowy kod, używając silnika JavaScript JDK1.6 z obsługą wstrzykiwania kodu.

import javax.script.ScriptEngine;
import javax.script.ScriptEngineManager;

public class EvalUtil {
private static ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("JavaScript");
public static void main(String[] args) {
    try {
        System.out.println((new EvalUtil()).eval("(((5+5)/2) > 5) || 5 >3 "));
        System.out.println((new EvalUtil()).eval("(((5+5)/2) > 5) || true"));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}
public Object eval(String input) throws Exception{
    try {
        if(input.matches(".*[a-zA-Z;~`#$_{}\\[\\]:\\\\;\"',\\.\\?]+.*")) {
            throw new Exception("Invalid expression : " + input );
        }
        return engine.eval(input);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        throw e;
    }
 }
}

To faktycznie uzupełnia odpowiedź udzieloną przez @Boann. Ma niewielki błąd, który powoduje, że „-2 ^ 2” daje błędny wynik -4,0. Problemem jest tutaj punkt, w którym potęguje się jego. Po prostu przenieś potęgowanie do bloku parseTerm (), a wszystko będzie dobrze. Spójrz na poniższe, nieco zmodyfikowana odpowiedź @ Boanna . Modyfikacja znajduje się w komentarzach.

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();
}

package ExpressionCalculator.expressioncalculator;

import java.text.DecimalFormat;
import java.util.Scanner;

public class ExpressionCalculator {

private static String addSpaces(String exp){

    //Add space padding to operands.
    //https://regex101.com/r/sJ9gM7/73
    exp = exp.replaceAll("(?<=[0-9()])[\\/]", " / ");
    exp = exp.replaceAll("(?<=[0-9()])[\\^]", " ^ ");
    exp = exp.replaceAll("(?<=[0-9()])[\\*]", " * ");
    exp = exp.replaceAll("(?<=[0-9()])[+]", " + "); 
    exp = exp.replaceAll("(?<=[0-9()])[-]", " - ");

    //Keep replacing double spaces with single spaces until your string is properly formatted
    /*while(exp.indexOf("  ") != -1){
        exp = exp.replace("  ", " ");
     }*/
    exp = exp.replaceAll(" {2,}", " ");

       return exp;
}

public static Double evaluate(String expr){

    DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.####");

    //Format the expression properly before performing operations
    String expression = addSpaces(expr);

    try {
        //We will evaluate using rule BDMAS, i.e. brackets, division, power, multiplication, addition and
        //subtraction will be processed in following order
        int indexClose = expression.indexOf(")");
        int indexOpen = -1;
        if (indexClose != -1) {
            String substring = expression.substring(0, indexClose);
            indexOpen = substring.lastIndexOf("(");
            substring = substring.substring(indexOpen + 1).trim();
            if(indexOpen != -1 && indexClose != -1) {
                Double result = evaluate(substring);
                expression = expression.substring(0, indexOpen).trim() + " " + result + " " + expression.substring(indexClose + 1).trim();
                return evaluate(expression.trim());
            }
        }

        String operation = "";
        if(expression.indexOf(" / ") != -1){
            operation = "/";
        }else if(expression.indexOf(" ^ ") != -1){
            operation = "^";
        } else if(expression.indexOf(" * ") != -1){
            operation = "*";
        } else if(expression.indexOf(" + ") != -1){
            operation = "+";
        } else if(expression.indexOf(" - ") != -1){ //Avoid negative numbers
            operation = "-";
        } else{
            return Double.parseDouble(expression);
        }

        int index = expression.indexOf(operation);
        if(index != -1){
            indexOpen = expression.lastIndexOf(" ", index - 2);
            indexOpen = (indexOpen == -1)?0:indexOpen;
            indexClose = expression.indexOf(" ", index + 2);
            indexClose = (indexClose == -1)?expression.length():indexClose;
            if(indexOpen != -1 && indexClose != -1) {
                Double lhs = Double.parseDouble(expression.substring(indexOpen, index));
                Double rhs = Double.parseDouble(expression.substring(index + 2, indexClose));
                Double result = null;
                switch (operation){
                    case "/":
                        //Prevent divide by 0 exception.
                        if(rhs == 0){
                            return null;
                        }
                        result = lhs / rhs;
                        break;
                    case "^":
                        result = Math.pow(lhs, rhs);
                        break;
                    case "*":
                        result = lhs * rhs;
                        break;
                    case "-":
                        result = lhs - rhs;
                        break;
                    case "+":
                        result = lhs + rhs;
                        break;
                    default:
                        break;
                }
                if(indexClose == expression.length()){
                    expression = expression.substring(0, indexOpen) + " " + result + " " + expression.substring(indexClose);
                }else{
                    expression = expression.substring(0, indexOpen) + " " + result + " " + expression.substring(indexClose + 1);
                }
                return Double.valueOf(df.format(evaluate(expression.trim())));
            }
        }
    }catch(Exception exp){
        exp.printStackTrace();
    }
    return 0.0;
}

public static void main(String args[]){

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    System.out.print("Enter an Mathematical Expression to Evaluate: ");
    String input = scanner.nextLine();
    System.out.println(evaluate(input));
}

}

Co powiesz na coś takiego:

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);
  }         
}

i zrobić to samo dla każdego innego operatora matematycznego odpowiednio.

Możliwe jest przekonwertowanie dowolnego ciągu wyrażeniowego w notacji infiksowej na notację postfiksową za pomocą algorytmu Djikstry . Wynik algorytmu może następnie służyć jako dane wejściowe do algorytmu Postfiks z zwraca wynik wyrażenia.

Napisałem tutaj o tym artykuł z implementacją w Javie

Jeszcze inna opcja: https://github.com/stefanhaustein/expressionparser

Zaimplementowałem to, aby mieć prostą, ale elastyczną opcję pozwalającą zarówno na:

• Natychmiastowe przetwarzanie ( Calculator.java , SetDemo.java )
• Budowanie i przetwarzanie parsowanego drzewa ( TreeBuilder.java )

TreeBuilder, do którego prowadzi link powyżej, jest częścią pakietu demonstracyjnego CAS, który wykonuje derywację symboliczną. Istnieje również przykład interpretera BASIC i zacząłem budować z niego interpreter TypeScript .

Klasa Java, która może oceniać wyrażenia matematyczne:

package test;

public class Calculator {

    public static Double calculate(String expression){
        if (expression == null || expression.length() == 0) {
            return null;
        }
        return calc(expression.replace(" ", ""));
    }
    public static Double calc(String expression) {

        if (expression.startsWith("(") && expression.endsWith(")")) {
            return calc(expression.substring(1, expression.length() - 1));
        }
        String[] containerArr = new String[]{expression};
        double leftVal = getNextOperand(containerArr);
        expression = containerArr[0];
        if (expression.length() == 0) {
            return leftVal;
        }
        char operator = expression.charAt(0);
        expression = expression.substring(1);

        while (operator == '*' || operator == '/') {
            containerArr[0] = expression;
            double rightVal = getNextOperand(containerArr);
            expression = containerArr[0];
            if (operator == '*') {
                leftVal = leftVal * rightVal;
            } else {
                leftVal = leftVal / rightVal;
            }
            if (expression.length() > 0) {
                operator = expression.charAt(0);
                expression = expression.substring(1);
            } else {
                return leftVal;
            }
        }
        if (operator == '+') {
            return leftVal + calc(expression);
        } else {
            return leftVal - calc(expression);
        }

    }

    private static double getNextOperand(String[] exp){
        double res;
        if (exp[0].startsWith("(")) {
            int open = 1;
            int i = 1;
            while (open != 0) {
                if (exp[0].charAt(i) == '(') {
                    open++;
                } else if (exp[0].charAt(i) == ')') {
                    open--;
                }
                i++;
            }
            res = calc(exp[0].substring(1, i - 1));
            exp[0] = exp[0].substring(i);
        } else {
            int i = 1;
            if (exp[0].charAt(0) == '-') {
                i++;
            }
            while (exp[0].length() > i && isNumber((int) exp[0].charAt(i))) {
                i++;
            }
            res = Double.parseDouble(exp[0].substring(0, i));
            exp[0] = exp[0].substring(i);
        }
        return res;
    }


    private static boolean isNumber(int c) {
        int zero = (int) '0';
        int nine = (int) '9';
        return (c >= zero && c <= nine) || c =='.';
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(calculate("(((( -6 )))) * 9 * -1"));
        System.out.println(calc("(-5.2+-5*-5*((5/4+2)))"));

    }

}

Zewnętrzna biblioteka, taka jak RHINO lub NASHORN, może być używana do uruchamiania javascript. A javascript może oceniać prostą formułę bez parowania łańcucha. Nie wpływa również na wydajność, jeśli kod jest dobrze napisany. Poniżej znajduje się przykład z RHINO -

public class RhinoApp {
    private String simpleAdd = "(12+13+2-2)*2+(12+13+2-2)*2";

public void runJavaScript() {
    Context jsCx = Context.enter();
    Context.getCurrentContext().setOptimizationLevel(-1);
    ScriptableObject scope = jsCx.initStandardObjects();
    Object result = jsCx.evaluateString(scope, simpleAdd , "formula", 0, null);
    Context.exit();
    System.out.println(result);
}

import java.util.*;

public class check { 
   int ans;
   String str="7 + 5";
   StringTokenizer st=new StringTokenizer(str);

   int v1=Integer.parseInt(st.nextToken());
   String op=st.nextToken();
   int v2=Integer.parseInt(st.nextToken());

   if(op.equals("+")) { ans= v1 + v2; }
   if(op.equals("-")) { ans= v1 - v2; }
   //.........
}