import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* 实现对字符串表达式进行简单的包括函数的运算。
* @author 时锐
*/
public class AnalyzeCalculate {
/**
* 定义运算符
*/
public static List<String> lc = new ArrayList<String>();
static {
lc.add("+");
lc.add("`");
lc.add("*");
lc.add("/");
}
/**
* 定义逻辑运算符
*/
public static List<String> lj = new ArrayList<String>();
static {
lj.add(">");
lj.add("<");
lj.add("=");
lj.add("!");
}
/**
* int数组注释,第一个标识:0自带函数 1自定义函数;第二个标识:参数个数
*/
public static Map<String, int[]> funMap = new HashMap<String, int[]>();
static {
// 自带函数,可利用反射机制
funMap.put("abs", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("acos", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("asin", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("atan", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("cbrt", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("ceil", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("cos", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("cosh", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("exp", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("expm1", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("floor", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("log", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("log10", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("log1p", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("random", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("rint", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("round", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("signum", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("sin", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("sinh", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("sqrt", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("tan", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("tanh", new int[] { 0, 1 });
funMap.put("max", new int[] { 0, 2 });
funMap.put("min", new int[] { 0, 2 });
// 自定义函数
funMap.put("if", new int[] { 1, 3 });
funMap.put("mod", new int[] { 1, 2 });
funMap.put("int", new int[] { 1, 1 });
}
/**
* 公式初始化转换
*
* @param str
* @return 处理过的计算客串
*/
public static String strCast(String str) {
str = str.toLowerCase();// 去除空格，变小写
if (str == null ? true : str.length() == 0)
return "0";
if (!checkFormula(str))
return "0";
str = str.replaceAll("\\*-", "**");
str = str.replaceAll("-\\*", "**");
str = str.replaceAll("/-", "//");
str = str.replaceAll("-/", "//");
str = str.replaceAll("\\+-", "-");
str = str.replaceAll("-\\+", "-");
str = str.replaceAll("-", "`");
str = str.replaceAll("\\*\\*", "*-");
str = str.replaceAll("//", "/-");
str = str.replaceAll(" ", "");
return str;
}
/**
* 检查公式中括号出现次数是否正确
*
* @param formulaStr
* @return 公式中的括号是否成对
*/
public static boolean checkFormula(String formulaStr) {
boolean flag = true;
int count = 0;
for (int i = 0; i < formulaStr.length(); i++) {
String s = String.valueOf(formulaStr.charAt(i));
if ("(".equals(s))
count++;
else if (")".equals(s))
count--;
}
flag = count == 0;
return flag;
}
/**
* 分割函数
*
* @param str
* @param bs
* @return 分割后的客串
*/
public static String[] spliteFun(String str, String bs) {
List<String> list = new ArrayList<String>();
String bds = "";
int bracket = 0;
int len = str.length();
for (int i = 0; i < len; i++) {
String s = String.valueOf(str.charAt(i));
if ("(".equals(s)) {
bracket++;
} else if (")".equals(s)) {
bracket--;
}
if (bracket == 0 && bs.equals(s)) {
list.add(bds);
bds = "";
continue;
}
bds += s;
}
list.add(bds);
String[] ss = new String[list.size()];
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
ss[i] = list.get(i);
}
return ss;
}
/**
* 用户自定义函数
*
* @param str
* @param funStr
* @return 处理用户自定义函数
*/
public static String customFun(String str, String funStr) {
String reval = "0";
String[] gss = spliteFun(str, ",");
if ("if".equals(funStr)) {
if (compare(gss[0])) {
reval = calculate(gss[1]);
} else {
reval = calculate(gss[2]);
}
} else if ("mod".equals(funStr)) {
double d2 = new Double(calculate(gss[1]));
if (d2 == 0)
return reval;
double d1 = new Double(calculate(gss[0]));
reval = (d1 % d2) + "";
} else if ("int".equals(funStr)) {
reval = Math.floor(new Double(calculate(gss[0]))) + "";
}
return reval;
}
/**
* 逻辑表达式判断
* @param str
* @return true or false
*/
public static boolean compare(String str) {
boolean flag = false;
boolean bs = false;
int len = str.length();
int bracket = 0;
String ljbds = "";
double d_left = 0;
double d_right = 0;
for (int i = 0; i < len; i++) {
String s = String.valueOf(str.charAt(i));
if ("(".equals(s)) {
bracket++;
} else if (")".equals(s)) {
bracket--;
}
if (bracket == 0 && lj.contains(s)) {
for (int j = i; j < len; j++) {
String ts = String.valueOf(str.charAt(j));
if (lj.contains(ts)) {
ljbds += ts;
} else {
bs = true;
break;
}
}
}
if (bs)
break;
}
String[] s = str.split(ljbds);
d_left = new Double(calculate(s[0]));
d_right = new Double(calculate(s[1]));
if ("<".equals(ljbds)) {
if (d_left < d_right)
return true;
} else if (">".equals(ljbds)) {
if (d_left > d_right)
return true;
} else if ("=".equals(ljbds)) {
if (d_left == d_right)
return true;
} else if (">=".equals(ljbds)) {
if (d_left >= d_right)
return true;
} else if ("<=".equals(ljbds)) {
if (d_left <= d_right)
return true;
} else if ("<>".equals(ljbds) || "!=".equals(ljbds)) {
if (d_left != d_right)
return true;
}
return flag;
}
/**
* 递归调用运算
*
* @param str
* @return String
*/
public static String calculate(String str) {
String reval = "";
String bds = "";
int bracket = 0;// 对应括号个数
int pos = 0;
boolean title = false;
if (str.substring(0, 1).equals("`")) {
str = str.substring(1);
title = true;
}
int len = str.length();
for (int i = 0; i < len; i++) {
String s = String.valueOf(str.charAt(i));
pos = i;
bracket = 0;
if (!lc.contains(s)) {// 如果没遇到运算符
if ("(".equals(s)) {// 如果遇到左括号
if (funMap.containsKey(bds)) {// 如果左括号前是函数
for (int j = i + 1; j < len; j++) {// 从左括号后开始循环
pos++;// 累计移动字符位数
String ts = String.valueOf(str.charAt(j));// 单个字符
// reval+=ts;
if ("(".equals(ts))// 如果是左括号累计
bracket++;
else if (")".equals(ts)) {// 如果是右括号进行减少
bracket--;
if (bracket == -1) {// 如果是-1,标识括号结束
reval = reval.substring(0, reval.length()
- bds.length());// 重新获得去掉函数头的表达式
reval += funCalculate(str.substring(i + 1,
j), bds);// 表达式加上函数结果,形成新表达式
i = pos;// 计数器增加
bds = "";// 函数头清空
break;// 退出本次循环
}
}
}
} else {// 如果是普通运算
for (int j = i + 1; j < len; j++) {
pos++;
String ts = String.valueOf(str.charAt(j));
if ("(".equals(ts))
bracket++;
else if (")".equals(ts)) {
bracket--;
if (bracket == -1) {
reval += calculate(str
.substring(i + 1, pos));
i = pos;
bds = "";
break;
}
}
}
}
} else {// 累加总表达式和最后一个运算数(或函数)
bds += s;
reval += s;
}
} else {// 遇到运算符最后一个运算数(或函数)清空
bds = "";
reval += s;
}
}
if (title)
reval = "-" + reval;
return szys(reval);
}
/**
* 函数运算
*
* @param gs
* @param flag
* @return String
*/
public static String funCalculate(String gs, String funStr) {
String rval = "0";
if (funMap.containsKey(funStr)) {
int[] csi = funMap.get(funStr);
try {
if (csi[0] == 0) {// java内部函数,通过反射调用
Class[] cs = new Class[csi[1]];
Object[] objs = new Object[csi[1]];
String[] gss = zlcs(gs);
for (int i = 0; i < csi[1]; i++) {
cs[i] = double.class;
objs[i] = new Double(calculate(gss[i]));
}
Class cls = Class.forName("java.lang.Math");
Method m = cls.getMethod("abs", cs);
rval = String.valueOf(m.invoke(cls, objs));
} else if (csi[0] == 1) {// 自定义函数
rval = customFun(gs, funStr);
}
} catch (Exception e) {
}
}
return rval;
}
/**
* 公式里的参数分割
* @param str
* @return String[]
*/
public static String[] zlcs(String str) {
int len = str.length();
boolean flag = true;
String tstr = "";
for (int i = 0; i < len; i++) {
String s = String.valueOf(str.charAt(i));
if ("(".equals(s)) {
flag = false;
} else if (")".equals(s)) {
flag = true;
}
if (flag && ",".equals(s)) {
tstr += "@";
} else {
tstr += s;
}
}
return tstr.split("@");
}
/**
* 四则运算表达式处理
*
* @param str
* @return String
*/
public static String szys(String gs) {
gs = gs + "+0"; // 因为下面的计算是遇到符号才进行,所以多加入一个计算符号,不影响值.
String c1 = "";// 第一个运算符号
String c2 = "";// 第二个运算符号
String s1 = "";// 第一个运算数
String s2 = "";// 第二个运算数
String s3 = "";// 第三个运算数
int len = gs.length();
for (int i = 0; i < len; i++) {
String s = String.valueOf(gs.charAt(i));// 获得该位置字符并转换成字符串做比较
if (lc.contains(s)) { // 如果是运算符号
if (c1.length() == 0)// 如果第一个运算符号为空,加入
c1 = s;
else if (c2.length() == 0) {// 否则,如果第二个运算符号为空,加入
c2 = s;// 第二个运算符号
if ("+".equals(c2) || "`".equals(c2)) {// 如果第二个运算符号级别低,那么进行计算
s1 = _4zys(s1, c1, s2);// 第一个和第二个数计算
c1 = c2;// 保存第二个运算符,其他为空
c2 = "";
s2 = "";
}
} else {// 上述都保存过
if ("+".equals(s) || "`".equals(s)) {// 如果第三个运算符级别低,进行运算
s2 = _4zys(s2, c2, s3);// 先算第二三个数,保存至第二个
s1 = _4zys(s1, c1, s2);// 再算第一二个,保存至第一个
c1 = s;// 保存当前运算符,其他为空
s2 = "";
c2 = "";
s3 = "";
} else {// 如果第三个运算符级别高
s2 = _4zys(s2, c2, s3);// 先算第二三个数,保存至第二个
c2 = s;// 前面不动,保存运算符
s3 = "";
}
}
} else if (s1.length() > 0 && c1.length() > 0 && c2.length() == 0) {// 如果第一个数,第一个运算符已保存,第二个运算符未保存,保存第二哥数
s2 += s;
} else if (c1.length() == 0) {// 如果没有运算符,保存第一个数
s1 += s;
} else if (s1.length() > 0 && s2.length() > 0 && c1.length() > 0
&& c2.length() > 0) {// 如果第一二个数和运算符都有,保存第三个数
s3 += s;
}
}
return s1;
}
/**
* 基本四则运算
*
* @param c1
* 运算数1
* @param s1
* 运算符(加减乘除)
* @param c2
* 运算数2
* @return String
*/
public static String _4zys(String c1, String s1, String c2) {
String reval = "0";
try {
double ln = Double.valueOf(c1).doubleValue();
double rn = Double.valueOf(c2).doubleValue();
if ("+".equals(s1)) {
return (ln + rn) + "";
} else if ("`".equals(s1)) {
return (ln - rn) + "";
} else if ("*".equals(s1)) {
return (ln * rn) + "";
} else if ("/".equals(s1)) {
if (rn == 0)
return reval;
else
return (ln / rn) + "";
}
} catch (Exception e) {
} finally {
}
return reval;
}
/**
* 测试
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
String gs = "if(4 > 3,if( ( 2 - 1 ) / ( 0.0001 ) * 3 > 3 , ( 2 - ( 2 - 1 ) / ( 0.0001 ) * 3 ) * 0.8 ,0), ( 2 + ( 3 - 2 ) / ( 0.0001 ) *1 ) * 1)";
// 进行四则运算获得结果
System.out.println(szys(strCast("3-4*-5+5")));
System.out.println(calculate(strCast("3-4*-5+5")));
// 函数运算结果
System.out
.println(calculate(strCast("3+abs(mod(4,if(2>3,1,3))-abs(2*4))*5+5")));
System.out.println(calculate(strCast("if(0.0*2>=10.0,0,10.0-0.0*2)")));
System.out.println(calculate(strCast("if(0<2,(10.0-0*5)*0.8,0)")));
System.out.println(calculate(strCast("-10/0")));
}
}
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