java科学计算后台 java数学计算

package com.bigdata.project.controller.socket;
import java.util.*;

/**
 *@description 计算器控制计算(加减乘除)
 *@author dxh
 *@date 2018年7月17日11:12:54 
 */
public class CalculateInterface {
	/**
	 *模糊查询百度接口(数学公式) 
	 */
	public static String analysisIssueToCalcute(String expression){
		String resultstr = "";
		try {
			//分析句子意思 1，数学公式
			int data = evaluateExpression(expression);
			resultstr=String.valueOf(data);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return resultstr;
	} 

	/**主要的思想如下：
	 * 程序从左到右的扫描表达式，提取出操作数，操作符，以及括号
	 * 如果提取的项是你操作数直接将其压入operandStack栈中
	 * 如果提取的项是+，-运算符，处理operatorStack栈定中的所有运算符，处理完之后将提取出的运算符压入栈中
	 * 如果提取的项是*,/运算符，处理栈顶的所有*,/运算符，如果此时的栈顶的运算符是+，-那么直接入栈，处理完之后将提取出的运算符入栈
	 * 如果提取的是'(',那么直接压入operatorStack栈中
	 * 如果提取的是')',重复处理来自operatorStack栈顶的运算符，知道看到栈顶的'('
	 */
	//这个函数的作用就是使用空格分割字符串，以便后面使用分割函数使得将字符串分割成数组
    public static String insetBlanks(String s) {
        String result = "";
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if (s.charAt(i) == '(' || s.charAt(i) == ')' ||
                    s.charAt(i) == '+' || s.charAt(i) == '-'
                    || s.charAt(i) == '*' || s.charAt(i) == '/')
                result += " " + s.charAt(i) + " ";
            else
                result += s.charAt(i);
        }
        return result;
    }
    /**
     * 数学计算 
     */
    public static int evaluateExpression(String expression) {
        Stack<Integer> operandStack = new Stack<>();
        Stack<Character> operatorStack = new Stack<>();
        expression = insetBlanks(expression);
        String[] tokens = expression.split(" ");
        for (String token : tokens) {
            if (token.length() == 0)   //如果是空格的话就继续循环，什么也不操作
                continue;
            //如果是加减的话，因为加减的优先级最低，因此这里的只要遇到加减号，无论操作符栈中的是什么运算符都要运算
            else if (token.charAt(0) == '+' || token.charAt(0) == '-') {
                //当栈不是空的，并且栈中最上面的一个元素是加减乘除的人任意一个
                while (!operatorStack.isEmpty()&&(operatorStack.peek() == '-' || operatorStack.peek() == '+' || operatorStack.peek() == '/' || operatorStack.peek() == '*')) {
                    processAnOperator(operandStack, operatorStack);   //开始运算
                }
                operatorStack.push(token.charAt(0));   //运算完之后将当前的运算符入栈
            }
            //当前运算符是乘除的时候，因为优先级高于加减，因此要判断最上面的是否是乘除，如果是乘除就运算，否则的话直接入栈
            else if (token.charAt(0) == '*' || token.charAt(0) == '/') {
                while (!operatorStack.isEmpty()&&(operatorStack.peek() == '/' || operatorStack.peek() == '*')) {
                    processAnOperator(operandStack, operatorStack);
                }
                operatorStack.push(token.charAt(0));   //将当前操作符入栈
            }
            //如果是左括号的话直接入栈，什么也不用操作,trim()函数是用来去除空格的，由于上面的分割操作可能会令操作符带有空格
            else if (token.trim().charAt(0) == '(') {
                operatorStack.push('(');
            }
            //如果是右括号的话，清除栈中的运算符直至左括号
            else if (token.trim().charAt(0) == ')') {
                while (operatorStack.peek() != '(') {
                    processAnOperator(operandStack, operatorStack);    //开始运算
                }
                operatorStack.pop();   //这里的是运算完之后清除左括号
            }
            //这里如果是数字的话直接如数据的栈
            else {
                operandStack.push(Integer.parseInt(token));   //将数字字符串转换成数字然后压入栈中
            }
        }
        //最后当栈中不是空的时候继续运算，知道栈中为空即可
        while (!operatorStack.isEmpty()) {
            processAnOperator(operandStack, operatorStack);
        }
        return operandStack.pop();    //此时数据栈中的数据就是运算的结果
    }

    //这个函数的作用就是处理栈中的两个数据，然后将栈中的两个数据运算之后将结果存储在栈中
    public static void processAnOperator(Stack<Integer> operandStack, Stack<Character> operatorStack) {
        char op = operatorStack.pop();  //弹出一个操作符
        int op1 = operandStack.pop();  //从存储数据的栈中弹出连个两个数用来和操作符op运算
        int op2 = operandStack.pop();
        if (op == '+')  //如果操作符为+就执行加运算
            operandStack.push(op1 + op2);
        else if (op == '-')
            operandStack.push(op2 - op1);   //因为这个是栈的结构，自然是上面的数字是后面的，因此用op2-op1
        else if (op == '*')
            operandStack.push(op1 * op2);
        else if (op == '/')
            operandStack.push(op2 / op1);
    }
    
   /* public static void main(String[] args) {

        String expression = "(1-2)*3*4";
        int data = evaluateExpression(expression);
        System.out.println(data);
    }*/
}