对于001版本变更了对于负数的处理方式，增加了小数、√、^
1 package caculator_002;
2 import java.util.ArrayList;
3 //001支持+-*/，负号
4 //002预期 支持小数点 开n次幂 求n次幂
5
6 import java.util.Scanner;
7 public class Caculator_002
8 {
9 public static void main(String[] args)
10 {
11 Scanner input=new Scanner(System.in);
12 String strIn;
13 System.out.println("请输入需要计算的式子：(不要有空格）");
14 strIn=input.nextLine();
15 center(strIn);
16
17 input.close();
18 }
19 //1+(2-3*(5+1)/(-4+2*(-6))-3*(+6-(-2)))+6*(5-4)
20 private static void center(String strIn)//计算器主体
21 {
22 //计算前进行验证处理
23 judge(strIn);
24 String str0=strIn;//留存备份
25 strIn=addBrackets(strIn);//保持最外围有括号
26 ArrayList<String> jiSuan1=new ArrayList<String>();
27 ArrayList<Double> jiSuan2=new ArrayList<Double>();
28 ArrayList<Double> re=new ArrayList<Double>();
29 ArrayList<Double> num=separateNum(strIn);//分离数字
30 ArrayList<Integer> sumNum=new ArrayList<Integer>();
31 ArrayList<Integer> sumSym=new ArrayList<Integer>();
32 ArrayList<String> sym=simpleSym(strIn);//式子简化为待求公式
33 sumNum=sumNumber(sym);//统计数字
34 sumSym=sumSymbol(sym);//统计符号
35 double result=0;//总计算结果
36 int cm=brackets0(sym);//总括号数
37 int bra [][]=new int[cm][2];
38 bra=brackets(sym);//括号统计
39
40 int m=0;//m 最大层数
41 for(int i=0;i<bra.length;i++)
42 {
43 if(m<bra[i][0])
44 {
45 m=bra[i][0];
46 }
47 }
48 int i=0,k,t=0,d,f=1,g1=1,g2=1,n,r1=-1,r2=0,l1=-1,l2=-1;//t,d 相对应的一对括号
49 for(i=m;i>=0;i--)//层数循环
50 {
51 for(t=0;t<bra.length;t++)
52 {
53 if(bra[t][0]==i)//每一对括号
54 {
55 d=t+1;
56 jiSuan1.clear();//清空
57 jiSuan2.clear();
58 re.clear();
59 /* for(;;)//找出相对应的另一半括号
60 {
61 d++;
62 if(bra[d][0]==bra[t][0])
63 {
64 break;
65 }
66 }*/
67 l1=bra[t][1];
68 r1=bra[d][1];
69 /*for(k=bra[t][1]+1;k<bra[d][1];k++)//将需要计算的部分输入jiSuan1中
70 {
71
72 jiSuan1.add(sym.get(k));
73 if(g1==1)
74 {
75 k1=k;
76 g1=0;
77 }
78 }*/
79 // sym.add(bra[t][0],"0");
80 //44.7-4*1
81 for(k=0,g1=1,l1=0,r1=0;k<sumSym.size();k++)//将需要计算的部分输入jiSuan1中sumSym.get(n)
82 {
83 n=sumSym.get(k);
84 if(n>bra[t][1]&&n<bra[d][1])
85 {
86 jiSuan1.add(sym.get(n));
87 r1++;
88 if(g1==1)
89 {
90 l1=k;
91 g1=0;
92 }
93 }
94 }
95 for(k=0,g2=1,l2=0,r2=0;k<sumNum.size();k++)//将需要计算的部分输入jiSuan2中sumNum.get(k)
96 {
97 n=sumNum.get(k);
98 if(n>bra[t][1]&&n<bra[d][1])
99 {
100 jiSuan2.add(num.get(k));
101 r2++;
102 if(g2==1)
103 {
104 l2=k;
105 g2=0;
106 }
107 }
108 }
109 for(int x=bra[t][1];x<=bra[d][1]&&l1>=0&&r1>=0;x++)
110 {
111 sym.set(x, "@");
112 }
113 //调用函数计算
114 result=caculate(jiSuan1,jiSuan2);
115 //删除
116 int z=bra[t][1];
117 while(z>=0)
118 {
119 sym.remove(z);
120 z=sym.indexOf("@");
121
122 }
123 sym.add(bra[t][1],"0");
124 for(z=0;z<r2;z++)
125 {
126 num.remove(l2);
127 }
128 num.add(l2, result);
129 //计算
130 bra=brackets(sym);
131 sumNum=sumNumber(sym);
132 sumSym=sumSymbol(sym);
133 //System.out.println(d);
134 t=0;
135 }
136 }
137 }
138 output(str0,result);
139
140 }
141
142 private static ArrayList<String> sToA(String s) //将 String 转化为 ArrayList
143 {
144 ArrayList<String> a=new ArrayList<String>();
145 for(int i=0;i<s.length();i++)
146 {
147 a.add(s.substring(i, i+1));
148 }
149 return a;
150
151 }
152 private static String aToS(ArrayList<String> a) //将 String 转化为 ArrayList
153 {
154 String s="";
155 for(int i=0;i<a.size();i++)
156 {
157 s=s+a.get(i);
158 }
159 return s;
160 }
161
162
163 private static String addBrackets(String s)
164 {
165 if(!(s.charAt(0)==‘(‘&&s.charAt(s.length()-1)==‘)‘))
166 {
167 s="("+s+")";
168 }
169 else if(s.indexOf(")")!=s.length()-1)
170 {
171 s="("+s+")";
172 }
173 return s;
174 }
175 private static int brackets0(ArrayList<String> str) //实现括号的粗略统计
176 {
177 ArrayList<String> s=new ArrayList<String>(str);
178 int c=0,i=0;
179 for(;;)
180 {
181 if((i=s.indexOf("("))<0)
182 {
183 break;
184 }
185 s.remove(i);
186 c++;
187 }
188 for(;;)
189 {
190 if((i=s.indexOf(")"))<0)
191 {
192 break;
193 }
194 s.remove(i);
195 c++;
196 }
197 return c;
198 }
199
200 private static ArrayList<Integer> sumNumber(ArrayList<String> s) //实现数字的统计
201 {
202 ArrayList<Integer> a=new ArrayList<Integer>();
203 int i=0;
204 String str;
205 char c;
206 for(i=0;i<s.size();i++)
207 {
208 str=s.get(i);
209 c=str.charAt(0);
210 if(c==‘0‘)
211 {
212 a.add(i);
213 }
214
215 }
216 return a;
217 }
218
219 private static ArrayList<Integer> sumSymbol(ArrayList<String> s) //实现符号的统计
220 {
221 ArrayList<Integer> a=new ArrayList<Integer>();
222 int i=0;
223 String str;
224 char c;
225 for(i=0;i<s.size();i++)
226 {
227 str=s.get(i);
228 c=str.charAt(0);
229 if(c!=‘0‘&&c!=‘(‘&&c!=‘)‘)
230 {
231 a.add(i);
232 }
233
234 }
235 return a;
236 }
237 private static int[][] brackets( ArrayList<String> sym) //实现括号的统计
238 {
239 // +(-*(+)/(-+*(-))-*(+-(-)))+*(-)
240 ArrayList<Integer> b1=new ArrayList<Integer>();//层数
241 ArrayList<Integer> b2=new ArrayList<Integer>();//位置
242 int c=-1;//层数
243 int cm=0;//最大层数
244 int i,f=1;
245 String s=aToS(sym);
246 for( i=0;i<s.length();i++)
247 {
248
249 if(s.charAt(i)==‘(‘)
250 {
251 if(f==1)
252 {
253 c++;
254 }
255 f=1;
256 b1.add(c);
257 b2.add(i);
258 }
259 if(s.charAt(i)==‘)‘)
260 {
261 if(f==0)
262 {
263 c--;
264 }
265 f=0;
266 b1.add(c);
267 b2.add(i);
268 }
269 if(cm<c)
270 {
271 cm=c;
272 }
273
274 }
275
276
277 int bra[][]=new int[b1.size()][2];//第一 维序号，第二维层数、位置
278 for(i=0;i<b1.size();i++)
279 {
280 bra[i][0]=b1.get(i);
281 bra[i][1]=b2.get(i);
282 }
283
284 return bra;
285
286 }
287
288
289 private static double caculate(ArrayList<String> s,ArrayList<Double> a) //计算
290 {
291 double result=0,left,right;
292 int i=-1;
293 while((i=s.indexOf("√"))>=0)
294 {
295 left=1/a.remove(i);
296 right=a.remove(i);
297 try
298 {
299 if(right<0)
300 {
301 throw new Exception("被开方数不能小于零！");
302 }
303
304 a.add(i,Math.pow(right, left));
305
306 }
307 catch(Exception e)
308 {
309 System.out.println(e.getMessage());
310 }
311 s.remove(i);
312 }
313 i=0;
314 while((i=s.indexOf("^"))>=0)
315 {
316 left=a.remove(i);
317 right=a.remove(i);
318 a.add(i,Math.pow(left, right));
319 s.remove(i);
320 }
321 i=0;
322 while((i=s.indexOf("/"))>=0)
323 {
324 left=a.remove(i);
325 right=a.remove(i);
326 try
327 {
328 if(Math.abs(right)<10e-8)
329 {
330 throw new Exception("除数不能为零！");
331 }
332 a.add(i, left/right);
333 }
334 catch(Exception e)
335 {
336 System.out.println(e.getMessage());
337 }
338 s.remove(i);
339 }
340 i=0;
341 while((i=s.indexOf("*"))>=0)
342 {
343 left=a.remove(i);
344 right=a.remove(i);
345 a.add(i, left*right);
346 s.remove(i);
347 }
348 i=0;
349 while((i=s.indexOf("-"))>=0)
350 {
351 left=a.remove(i);
352 right=a.remove(i);
353 a.add(i, left-right);
354 s.remove(i);
355 }
356 i=0;
357 while((i=s.indexOf("+"))>=0)
358 {
359 left=a.remove(i);
360 right=a.remove(i);
361 a.add(i, left+right);
362 s.remove(i);
363 }
364
365 //end
366 result=a.get(0);
367 return result;
368 }
369
370
371 private static ArrayList<Double> separateNum(String s)
372 {
373 ArrayList<Double> num=new ArrayList<Double>();
374 String c="";
375 int i=0,t=0,f=0,l,p,l2=0,minus=0;
376
377 double d=0,a, m=0;
378 for(i=0;i<s.length();i++)
379 {
380
381 if((s.charAt(i)>=‘0‘&&s.charAt(i)<=‘9‘)||s.charAt(i)==‘.‘)
382 {
383 c=c+s.charAt(i);
384 f=1;
385 if(s.charAt(i-1)==‘-‘&&(s.charAt(i-2)==‘(‘||s.charAt(i-2)==‘√‘||s.charAt(i-2)==‘^‘))
386 {
387 c="-"+c;
388 }
389 // System.out.println("add"+c);
390 }
391 else if(f==1)
392 {
393 if(c.charAt(0)==‘-‘)
394 {
395 minus=1;
396 c=c.substring(1);
397 }
398 //字符转数字
399 p=c.indexOf(‘.‘);
400 l=c.length();
401 if(p>0)
402 {
403 l2=l-p;//小数
404 l=p;//整数
405 }
406 for(t=0,m=10,d=0;t<l&&t!=p;t++)
407 {
408 a=c.charAt(t)-‘0‘;
409 d=d+a*Math.pow(m,l-1-t);
410 }
411 if(p>0)
412 {
413 for(t=1,m=0.1;t<l2;t++)
414 {
415 a=c.charAt(p+t)-‘0‘;
416 d=d+a*Math.pow(m,t);
417 }
418 }
419 if(minus==1)
420 {
421 d=-1*d;
422 minus=0;
423 }
424 num.add(d);
425 f=0;
426 c="";
427 }
428 }
429
430 return num;
431 }
432 private static ArrayList<String> simpleSym(String s)
433 {
434 ArrayList<String> sym=new ArrayList<String>();
435 int f=0,f2=0;
436
437 s="0+"+s;
438 for(int i=0;i<s.length();i++)
439 {
440 if((s.charAt(i)>=‘0‘&&s.charAt(i)<=‘9‘)||s.charAt(i)==‘.‘)
441 {
442 f=1;
443 }
444 else if(f==1)
445 {
446 sym.add("0");
447 f=0;
448 }
449 if(s.charAt(i)==‘+‘||s.charAt(i)==‘-‘||s.charAt(i)==‘^‘||s.charAt(i)==‘√‘)
450 {
451 if(s.charAt(i-1)!=‘(‘&&s.charAt(i-1)!=‘√‘&&s.charAt(i-1)!=‘^‘)
452 {
453 sym.add(s.substring(i,i+1));
454 }
455 }
456
457 if(s.charAt(i)==‘*‘||s.charAt(i)==‘/‘||s.charAt(i)==‘(‘||s.charAt(i)==‘)‘)
458 {
459 sym.add(s.substring(i,i+1));
460 }
461
462 }
463 //System.out.println(sym);
464
465 sym.remove(0);
466 sym.remove(0);
467 s=s.substring(2);
468 return sym;
469 }
470
471 private static void judge(String s)//验证式子是否正确
472 {
473 try
474 {
475 //字符是否正确
476 for(int i=0,f=0;i<s.length();i++)
477 {
478 f=0;
479 if(s.charAt(i)==‘+‘||s.charAt(i)==‘-‘||s.charAt(i)==‘*‘||s.charAt(i)==‘/‘||s.charAt(i)==‘(‘||s.charAt(i)==‘)‘||s.charAt(i)==‘.‘||s.charAt(i)==‘^‘||s.charAt(i)==‘√‘)//根号251
480 {
481
482 f=1;
483 }
484 if(s.charAt(i)>=‘a‘&&s.charAt(i)<=‘z‘||s.charAt(i)>=‘A‘&&s.charAt(i)<=‘Z‘)
485 {
486 f=1;
487 }
488 if(s.charAt(i)>=‘0‘&&s.charAt(i)<=‘9‘)
489 {
490 f=1;
491 }
492 if(f==0)throw new Exception("未识别的符号\" "+s.charAt(i)+" \"，位置："+(i+1));
493 }
494 //括号是否匹配
495 int left=0,right=0;
496 for(int i=0;i<s.length();i++)
497 {
498 if(s.charAt(i)==‘(‘)
499 {
500 left++;
501 }
502 if(s.charAt(i)==‘)‘)
503 {
504 right++;
505 }
506
507 }
508 if(left!=right)throw new Exception("括号不匹配");
509 //符号是否正确
510 for(int i=0;i<s.length();i++)
511 {
512 if(s.charAt(i)==‘+‘||s.charAt(i)==‘-‘)
513 {
514 if(i>0&&(s.charAt(i-1)==‘+‘||s.charAt(i-1)==‘-‘||s.charAt(i-1)==‘*‘||s.charAt(i-1)==‘/‘))
515 {
516 throw new Exception("运算符"+s.charAt(i)+"左边没有数字，位置："+(i+1));
517 }
518 if(s.charAt(i+1)==‘+‘||s.charAt(i+1)==‘-‘||s.charAt(i+1)==‘*‘||s.charAt(i+1)==‘/‘||s.charAt(i+1)==‘)‘||s.charAt(i+1)==‘√‘||s.charAt(i+1)==‘^‘)
519 {
520 throw new Exception("运算符"+s.charAt(i)+"右边没有数字，位置："+(i+1));
521 }
522 if(s.charAt(s.length()-1)==‘+‘||s.charAt(s.length()-1)==‘-‘||s.charAt(s.length()-1)==‘*‘||s.charAt(s.length()-1)==‘/‘||s.charAt(s.length()-1)==‘√‘||s.charAt(s.length()-1)==‘^‘)
523 {
524 throw new Exception("运算符"+s.charAt(s.length()-1)+"右边没有数字，位置："+(s.length()));
525 }
526 }
527 if(s.charAt(i)==‘*‘||s.charAt(i)==‘/‘)
528 {
529 if(s.charAt(i-1)==‘+‘||s.charAt(i-1)==‘-‘||s.charAt(i-1)==‘*‘||s.charAt(i-1)==‘/‘||s.charAt(i-1)==‘(‘||s.charAt(i-1)==‘√‘||s.charAt(i-1)==‘^‘)
530 {
531 throw new Exception("运算符"+s.charAt(i)+"左边没有数字，位置："+(i+1));
532 }
533 if(s.charAt(i+1)==‘+‘||s.charAt(i+1)==‘-‘||s.charAt(i+1)==‘*‘||s.charAt(i+1)==‘/‘||s.charAt(i+1)==‘)‘||s.charAt(i+1)==‘√‘||s.charAt(i+1)==‘^‘)
534 {
535 throw new Exception("运算符"+s.charAt(i)+"右边没有数字，位置："+(i+1));
536 }
537 if(i>0&&(s.charAt(s.length()-1)==‘+‘||s.charAt(s.length()-1)==‘-‘||s.charAt(s.length()-1)==‘*‘||s.charAt(s.length()-1)==‘/‘||s.charAt(s.length()-1)==‘√‘||s.charAt(s.length()-1)==‘^‘))
538 {
539 throw new Exception("运算符"+s.charAt(s.length()-1)+"右边没有数字，位置："+(s.length()));
540 }
541 }
542 }
543 }catch(Exception e)
544 {
545 System.out.println(e.getMessage());
546 }
547 }
548
549 private static void output(String s,double b)
550 {
551 System.out.println(s+" = "+b);
552
553 }
554 }
原文地址：https://www.cnblogs.com/26never/p/9576496.html
时间： 2024-10-15 10:13:42