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实现的功能
例如：(12*3/-2)*(3+5)/2 = -72
应用场景：在计算器中输入一大串四则运算表达式，如何按下‘=’号，得出对应的正确结果，今天就来完成该功能的实现。
思路分析
首先拿到一个表达式后，我们如果按照人的计算方式，
- 有括号
在有括号的情况下，先计算得出括号中的结果。 - 没有括号
运算按照 先乘除，后加减进行。
技术分析
没有括号表达式的实现
1.1. 将表达式拆分分别有序放入容器中（运算符放在符号容器中，数字放在数字容器中），这个时候应该考虑容器的数据结构。这个时候使用list集合比较合适，因为要做三件事都需要进行有序操作：取运算符（从容器中移除），取对应索引处的数字（从容器中移除），计算，将计算结果放回（当前索引位置）有括号表达式的实现
2.1. 找到最内侧的括号内表达式，按照无括号的方法进行计算，将计算结果替换该括号表达式的位置，此时得到新的表达式，再继续递归调用当前方法。代码实现
无括号的算法
/**
*该方法完成表达式的计算（不带括弧）
* @param oper
* 计算表达式
* @return
* 返回运算结果
*/
public static String calc(String oper){
//1.将运算表达式分离
//1.1得到所有参与运算的运算符
List<Character> op = Oper2op(oper);
//1.2得到所有的参与运算的数字
List<Double> cha = Oper2cha(oper);
//遍历运算符容器，完成乘除运算
for(int i=0;i<op.size();i++){
Character c = op.get(i);
if(c=='*'||c=='/'){
//取得运算符---->把存储的运算符从符号容器中拿出来
op.remove(i);//是乘除符号则将其从集合中移除出来
//取得运算数字--->从数字容器中获得对应索引的字符
Double opl = cha.remove(i);//拿到运算符左侧数字
Double opr = cha.remove(i);//拿到运算符右侧数字
//将运算结果放回--->将运算后的数放在数字容器索引出
if(c=='*'){
cha.add(i, opl*opr);//将运算后的数字添加在i的位置，当前i位置的数向后瞬移
}else
cha.add(i,opl/opr);
i--;//运算符容器的指针回到原来的位置,防止跳过下一个运算符
}
}
//遍历运算符容器，完成加减运算，当运算符容器为空时，运算结束
while(!op.isEmpty()){
//获取运算符
Character o = op.remove(0);
//获取左右运算数字
Double chal = cha.remove(0);
Double chara = cha.remove(0);
if(o=='-'){
chal = chal-chara;
}
if(o=='+'){
chal = chal+chara;
}
//将运算结果放回到数字容器中
cha.add(0,chal);
}
return cha.get(0).toString();
}得到所有参与运算的运算符方法 Oper2op(oper);
/**
* 得到表达式中所有的运算符
* @param oper
* 运算表达式
* @return
* 符号的list集合
*/
private static List<Character> Oper2op(String oper) {
//将表达式中的符号替换为@符号
oper = changeMinus(oper);
//将字符串按照正则表达式分组
String regex = "@[0-9]|[0-9]";
Pattern pt = Pattern.compile(regex);
String[] split = pt.split(oper);
//将数组元素放在集合中
List<Character> list = new ArrayList<>();
for(int i=0;i<split.length;i++){
String temp = split[i].trim();
if(temp.equals("+")||temp.equals("-")||temp.equals("*")||temp.equals("/")){
list.add(temp.trim().charAt(0));
}
}
return list;
} 获得所有参与运算的数字方法Oper2cha(String oper)
/**
* 从表达式中获得所有参与运算的数字
* @param oper
* 运算表达式
* @return
* 数字的List集合
*/
private static List<Double> Oper2cha(String oper) {
oper = changeMinus(oper);
//将字符串按照运算符切割，得到字符串数组
Pattern pt = Pattern.compile("\\+|\\-|\\*|\\/");
String[] split = pt.split(oper);
//遍历数组，判断每个元素，将特殊符号转换成负数符号,并转换成double类型放在list集合中
List<Double> list = new ArrayList<>();
for(int i=0;i<split.length;i++){
String single = split[i];
if(single.charAt(0)=='@'){
single = "-"+single.substring(1);
}
list.add(Double.parseDouble(single));
}
return list;
}替换负数符号的方法changeMinus(String oper)
/**
* 将表达式的负号‘-’用@符号代替
* @param oper
* 运算表达式
* @return
* 替换后的表达式
*/
private static String changeMinus(String oper) {
//将表达式中的负数符号使用特殊符号替代，获得没有负数字符串
for(int i=0;i<oper.length();i++){
char c = oper.charAt(i);
if(c=='-'){
//判断第一个字符是否是负数
if(i==0){
oper = "@"+oper.substring(1);
}else{
//判断前一个字符是否是+-*/中的一个
char cprev = oper.charAt(i-1);
if(cprev=='+'||cprev=='-'||cprev=='*'||cprev=='/'){
oper = oper.substring(0, i)+"@"+oper.substring(i+1);
}
}
}
}
return oper;
}- 有括号的算法
/**
* 完成带括弧的算数表达式运算
* @param oper
* 表达式
* @return
* 运算结果
*/
public static String calcbra(String oper){
//从表达式中查找左括弧
int leftIndex = oper.lastIndexOf('(');
if(leftIndex==-1){//没有左括弧，调用calc直接运算
return calc(oper);
}else{//有括弧
//获取该括弧右侧的第一个右括弧
int rightIndex = oper.indexOf(')', leftIndex);
if(rightIndex==-1){
throw new RuntimeException("表达式语法错误");
}else{
//将两个括弧之间的表达式截取
String exp = oper.substring(leftIndex+1, rightIndex);
//将表达式计算
String result = calc(exp);
//将计算结果替换左右括弧包含的表达式，将表达式递归调用
oper = oper.substring(0,leftIndex)+result+oper.substring(rightIndex+1);
return calcbra(oper);
}
}
}