java计算器，输入公式和对应变量的值

• 目标：最近想写个东西，本质就是一个计算器，我们可以输入公式（例如：a+b），然后把公式的值（a:10,b:20）也输入进去。最后得到结果。
• 核心：这个想法核心部分就是给一个公式，然后计算其结果。这个在网上有很多。比如我就参考的这个大佬的。附链接。
  • 其核心思想就是用两个栈，一次记录操作数，一个值。链接中的方案数已经在字符串中了。
  • 然后需要找到这个数。我想要的是数在一个map中，直接get出来就好了。
  • 此外，计算过程中需要对减号特殊处理，因为这个减号可能表示这个数是要取反的。代码中我直接在数栈和运算符栈中分别加入了-1和乘号实现的。

java核心代码

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;/*** @author xcs*/
public class ComputeResultUtil {private String expression;private Map<Character, BigDecimal> valueMap;public ComputeResultUtil(String expression, Map<Character, BigDecimal> valueMap) {this.expression = expression;this.valueMap = valueMap;}public BigDecimal compute() {Stack<BigDecimal> nums = new Stack<>();Stack<Character> ops = new Stack<>();//记录是否需要把 - 作为 负数存储boolean isOperatorPre = false;for (int i = 0; i < expression.length(); i++) {char c = expression.charAt(i);if (Character.isAlphabetic(c)) {isOperatorPre = false;nums.push(valueMap.get(c));} else if (c == '(') {isOperatorPre = true;ops.push(c);} else if (c == ')') {// 计算括号中的内容，直到遇到左括号while (ops.peek() != '(') {isOperatorPre = false;nums.push(calculateByOps(ops.pop(), nums.pop(), nums.pop()));}// 有括号也出栈ops.pop();} else if (isOperator(c)) {if (c == '-' && (isOperatorPre || ops.empty())) {nums.push(new BigDecimal("-1"));ops.push('*');isOperatorPre = false;} else {while (!ops.empty() && needCalculatePre(c, ops.peek())) {nums.push(calculateByOps(ops.pop(), nums.pop(), nums.pop()));}isOperatorPre = true;ops.push(c);}}}while (!ops.empty()) {nums.push(calculateByOps(ops.pop(), nums.pop(), nums.pop()));}return nums.pop();}private static boolean isOperator(char c) {return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/';}private static boolean needCalculatePre(char op1, char op2) {if (op2 == '(' || op2 == ')') {return false;}return (op2 == '*' || op2 == '/') && (op1 == '+' || op1 == '-') || (op2 == '+' || op2 == '-') && (op1 == '+' || op1 == '-');}private static BigDecimal calculateByOps(char op, BigDecimal b, BigDecimal a) {switch (op) {case '+':return a.add(b);case '-':return a.subtract(b);case '*':return a.multiply(b).setScale(4, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);case '/':if (b.compareTo(BigDecimal.ZERO) == 0) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot divide by zero");}return a.divide(b, 4, RoundingMode.HALF_UP);default:throw new UnsupportedOperationException("Unknown operator " + op);}}
}

使用方代码

import java.math.BigDecimal;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;/*** @author xcs*/
public class ComputeResultMain {public static void main(String[] args) {System.out.print("输入公式（公式中的变量目前只支持单字符）：");Scanner sc = new Scanner(System.in);String formula = sc.nextLine();System.out.println("输入公式中的变量值（例如：a:123，空行表示结束）：");Map<Character, BigDecimal> valueMap = new HashMap<>();while (true) {String value = sc.nextLine();if (value.trim().isEmpty()) {break; // 空行作为结束标志}String[] split = value.split("[:：]");valueMap.put(split[0].charAt(0), new BigDecimal(split[1]));}ComputeResultUtil computeResult = new ComputeResultUtil(formula, valueMap);System.out.println("计算结果为：" + computeResult.compute());}
}

• 收获：
  • 首先就是这个计算的过程，上学的时候应该是学过的，但是基本都忘了，也是实在懒得写，就直接百度了，再次看下也算是学习了。
  • 其次我也是第一次知道string.split(“[:：]”)的写法，其含义是中文冒号和英文冒号拆分字符串。这种写法由于中括号中两个冒号中间没有拆分，所以适用于单字符。如果是多字符的，可以这样写.split(“字符1|字符2…”)，例如"1###2##3".split(“###|##”)，拆分结果是1，2，3。需要注意的是，其实现步骤可以理解为依次进行了两次拆分，但是拆分结果放在一个数组中。可以看下面两个图，一个"1###2##3".split(“###|##”)，一个是"1###2##3".split(“##|###”)，后者出现了#2的数据，这是因为后者先使用##进行拆分。