java实现字符串中运算

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mob649e815f0f18 2024-06-10 05:34:35 ©著作权

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Java实现字符串中运算

在日常的程序开发中，我们经常会遇到需要对字符串中的数值进行运算的情况，例如计算一个字符串表达式的值。本文将介绍如何使用Java实现字符串中的运算，并给出代码示例。

字符串表达式的计算过程

在进行字符串中运算时，我们通常会遇到两种情况：一种是字符串中只包含数字和运算符号，另一种是字符串中含有括号。对于不含括号的情况，我们可以通过栈来实现运算符的优先级判断，并按照运算符的优先级依次计算；对于含有括号的情况，我们可以通过递归的方式来处理。

下面我们通过一个示例来说明字符串表达式的计算过程：

假设有一个字符串表达式："3+2*5"，我们可以按照以下步骤来计算该表达式的值：

创建一个操作数栈和一个运算符栈；
从左至右遍历字符串，同时维护一个当前数字的变量；
如果当前字符是数字，则将其加入当前数字中；
如果当前字符是运算符，根据其优先级进行计算；
将计算结果重新压入操作数栈中；
遍历完整个字符串后，依次计算剩余的运算符。

实现代码示例

下面是一个使用Java实现字符串中运算的示例代码：

import java.util.Stack;

public class StringCalculator {

    public int calculate(String s) {
        Stack<Integer> nums = new Stack<>();
        Stack<Character> ops = new Stack<>();
        int num = 0;
        char op = '+';

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (Character.isDigit(c)) {
                num = num * 10 + c - '0';
            }
            if ((!Character.isDigit(c) && c != ' ') || i == s.length() - 1) {
                if (op == '+') {
                    nums.push(num);
                } else if (op == '-') {
                    nums.push(-num);
                } else if (op == '*') {
                    nums.push(nums.pop() * num);
                } else if (op == '/') {
                    nums.push(nums.pop() / num);
                }
                op = c;
                num = 0;
            }
        }

        int result = 0;
        while (!nums.isEmpty()) {
            result += nums.pop();
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        StringCalculator calculator = new StringCalculator();
        String s = "3+2*5";
        int result = calculator.calculate(s);
        System.out.println("The result of expression '" + s + "' is: " + result);
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个StringCalculator类，其中的calculate方法可以计算字符串表达式的值。我们通过两个栈分别存储操作数和运算符，并在遍历字符串时根据运算符的优先级进行计算。

状态图

下面是字符串中运算的状态图，可以更直观地理解整个计算过程：

stateDiagram
    [*] --> Start
    Start --> ReadNumber: Read a number
    ReadNumber --> ReadOperator: Read an operator
    ReadOperator --> ReadNumber: Read a number
    ReadOperator --> Calculate: Read the end of expression
    Calculate --> [*]: Calculate result