java表达式转换代码

/itedu/200707/126842_3.html一、表达式的组成1、数字2、运算符：+ - / * ^ % =3、圆括号4、变量二、运算符优先级由高到低分别为：+-(正负号)、^、*/%、+-、=优先级相等的运算符按照从左到右的顺序计算三、关键技术点1、确定运算的优先级，从高到低分别为：原子元素表达式，包括数字和变量；括号表达式；一元表达式，取数的负数；指数表达式；乘、除、取模表达式；加、减表达式；赋值表达式。

2、对于每一级别的运算，都由一个方法实现，在方法中先完成比自己高一级别的运算，再处理本级别的运算。

因此，在计算整个表达式的主方法中，只需要调用最低级别的运算的实现方法即可。

3、确定表达式中的分隔符，（+、-、*、/、%、^、=、(、)、）。

利用这些分隔符将表达式分成多段，每一段叫做一个token，分隔符也算token。

4、用长度为26的int数组vars存储变量的值。

5、Character的isWhitespace方法判断字符是否为空白符，用于去掉表达式中的空白符。

6、Character的isLetter方法判断字符是否为字母，用于提取表达式中的变量7、Character的isDigit方法判断字符是否为数字，用于获取表达式中的数字四、演示实例/** *//*** 文件名ExpressionParser.java*/package book.oo.String;/** *//*** 表达式解析器* @author joe**/public class ExpressionParser ...{//4种标记类型public static final int NONE_TOKEN = 0; //标记为空或者结束符public static final int DELIMITER_TOKEN = 1; //标记为分隔符public static final int VARIABLE_TOKEN = 2; //标记为变量public static final int NUMBER_TOKEN = 3; //标记为数字//4种错误类型public static final int SYNTAX_ERROR = 0; //语法错误&nbsp; public static final int UNBALPARENS_ERROR = 1; //括号没有结束错误public static final int NOEXP_ERROR = 2; //表达式为空错误public static final int DIVBYZERO_ERROR = 3; //被0除错误//针对4种错误类型定义的4个错误提示public static final String[] ERROR_MESSAGES = ...{"Syntax Error", "Unbalanced " +"Parentheses", "No Expression Present", "Division by Zero"};//表达式的结束标记public static final String EOE = ""\0";private String exp; //表达式字符串private int expIndex; //解析器当前指针在表达式中的位置private String token; //解析器当前处理的标记private int tokenType; //解析器当前处理的标记类型private double[] vars = new double[26]; //变量数组/****/public ExpressionParser() {}/*** 解析一个表达式，返回表达式的值*/public double evaluate(String expStr) throws Exception {double result;this.exp = expStr;this.expIndex = 0;//获取第一个标记this.getToken();if (this.token.equals(EOE)) {//没有表达式异常this.handleError(NOEXP_ERROR);}result = this.parseAssign(); //处理赋值语句//处理完赋值语句，应该就是表达式结束符，如果不是，则返回异常 if(!this.token.equals(EOE)) {this.handleError(SYNTAX_ERROR);}return result;}/*** 处理赋值语句*/public double parseAssign() throws Exception {double result; //结果int varIndex; //变量下标String oldToken; //旧标记int oldTokenType; //旧标记的类型//如果标记类型是变量if (this.tokenType == VARIABLE_TOKEN) {//保存当前标记oldToken = new String(this.token);oldTokenType = this.tokenType;//取得变量的索引，本解析器只支持一个字母的变量//如果用户的变量字母长度大于1，则取第一个字母当作变量varIndex = Character.toUpperCase(this.token.charAt(0)) - ''A'';//获得下一个标记this.getToken();//如果当前标记不是等号＝if(!this.token.equals("=")) {this.putBack(); //回滚//不是一个赋值语句，将标记恢复到上一个标记this.token = new String(oldToken);this.tokenType = oldT okenType;} else {//如果当前标记是等号＝，即给变量赋值，形式如：a = 3 + 5;//则计算等号后面表达式的值，然后再将得到的值赋给变量this.getToken();//因为加减法的优先级最低，所以计算加减法表达式result = this.parseAddOrSub();//将表达式的值赋给变量，并存在实例变量vars中this.vars[varIndex] = result;return result;}}//如果当前标记类型不是变量，或者不是赋值语句，则用加减法计算表达式的值 return this.parseAddOrSub();}/** 计算加减法表达式*/private double parseAddOrSub() throws Exception {char op; //运算符double result; //结果double partialResult; //子表达式的结果result = this.pareseMulOrDiv(); //用乘除法计算当前表达式的值//如果当前标记的第一个字母是加减号，则继续进行加减运算while ((op = this.token.charAt(0)) == ''+'' || op == ''-'') {this.getToken(); //取下一个标记//用乘除法计算当前子表达式的值partialResult = this.pareseMulOrDiv();switch(op) {case ''-''://如果是减法，则用已处理的子表达式的值减去当前子表达式的值result = result - partialResult;break;case ''+''://如果是加法，用已处理的子表达式的值加上当前子表达式的值result = result + partialResult;break;}}return result;}/*** 计算乘除法表达式，包括取模运算*/private double pareseMulOrDiv() throws Exception {char op; //运算符double result; //结果double partialResult; //子表达式结果//用指数运算计算当前子表达式的值result = this.parseExponent();//如果当前标记的第一个字母是乘、除或者取模运算，则继续进行乘除法运算 while ((op = this.token.charAt(0)) == ''*'' || op == ''/'' || op == ''%'') {this.getToken(); //取下一标记//用指数运算计算当前子表达式的值partialResult = this.parseExponent();switch (op) {case ''*''://如果是乘法，则用已处理子表达式的值乘以当前子表达式的值result = result * partialResult;break;case ''/''://如果是除法，判断当前字表达式的值是否为0，如果为0，则抛出被0除异常 if(partialResult == 0.0) {this.handleError(DIVBYZERO_ERROR);}//除数不为0，则进行除法运算result = result / partialResult;break;case ''%''://如果是取模运算，也要判断当前子表达式的值是否为0if(partialResult == 0.0) {this.handleError(DIVBYZERO_ERROR);}result = result % partialResult;break;}}return result;}/*** 计算指数表达式*/private double parseExponent() throws Exception {double result; //结果double partialResult; //子表达式的值double ex; //指数的底数int t; //指数的幂//用一元运算计算当前子表达式的值（底数）result = this.parseUnaryOperator();//如果当前标记为“^”,则为指数运算if (this.token.equals("^")) {//获取下一标记，即获得指数的幂this.getToken();partialResult = this.parseExponent();ex = result;if(partialResult == 0.0) {//如果指数的幂为0，则指数的值为1result = 1.0;} else {//否则，指数的值为个数为指数幂的底数相乘的结果for (t = (int) partialResult - 1; t > 0; t--) {result =result * ex;}}}return result;}/*** 计算一元运算，＋，－，表示正数和负数*/private double parseUnaryOperator() throws Exception{double result; //结果String op; //运算符op = "";//如果当前标记类型为分隔符，而且分隔符的值等于+或者-if((this.tokenType == DELIMITER_TOKEN) && this.token.equals("+") || this.token.equals("-")) {op = this.token;this.getToken();}//用括号运算计算当前子表达式的值result = this.parseBracket();if(op.equals("-")) {//如果运算符为-，则表示负数，将子表达式的值变为负数result = -result;}return result;}/*** 计算括号运算*/private double parseBracket() throws Exception {double result; //结果//如果当前标记为左括号，则表示是一个括号运算if (this.token.equals("(")) {this.getToken(); //取下一标记result = this.parseAddOrSub(); //用加减法运算计算子表达式的值//如果当前标记不等于右括号，抛出括号不匹配异常if (!this.token.equals(")")) {this.handleError(UNBALPARENS_ERROR);}this.getToken(); //否则取下一个标记} else {//如果不是左括号，表示不是一个括号运算，则用原子元素运算计算子表达式值 result = this.parseAtomElement();}return result;}/*** 计算原子元素运算，包括变量和数字*/private double parseAtomElement() throws Exception {double result = 0.0; //结果switch(this.tokenType) {case NUMBER_TOKEN://如果当前标记类型为数字try {//将数字的字符串转换成数字值result = Double.parseDouble(this.token);} catch (NumberFormatException exc) {this.handleError(SYNTAX_ERROR);}this.getToken(); //取下一个标记break;case VARIABLE_TOKEN://如果当前标记类型是变量，则取变量的值result = this.findVar(token);this.getToken();break;default:this.handleError(SYNTAX_ERROR);break;}return result;}/*** 根据变量名获取变量的值，如果变量名长度大于1，则只取变量的第一个字符*/private double findVar(String vname) throws Exception {if (!Character.isLetter(vname.charAt(0))) {this.handleError(SYNTAX_ERROR);return 0.0;}//从实例变量数组vars中取出该变量的值return vars[Character.toUpperCase(vname.charAt(0)) - ''A''];}/*** 回滚，将解析器当前指针往前移到当前标记位置*/private void putBack() {if (this.token == EOE) {return;}//解析器当前指针往前移动for (int i = 0; i < this.token.length(); i++ ){this.expIndex--;}}/*** 处理异常情况*/private void handleError(int errorType) throws Exception {//遇到异常情况时，根据错误类型，取得异常提示信息，将提示信息封装在异常中抛出 throw new Exception(ERROR_MESSAGES[errorType]);}/*** 获取下一个标记*/private void getToken() {//设置初始值this.token = "";this.tokenType = NONE_TOKEN;//检查表达式是否结束，如果解析器当前指针已经到达了字符串长度，//则表明表达式已经结束，置当前标记的值为EOEif(this.expIndex == this.exp.length()) {this.token = EOE;return;}//跳过表达式中的空白符while (this.expIndex < this.exp.length()&& Character.isWhitespace(this.exp.charAt(this.expIndex))) {++this.expIndex;}//再次检查表达式是否结束if (this.expIndex == this.exp.length()) {this.token = EOE;return;}//取得解析器当前指针指向的字符char currentChar = this.exp.charAt(this.expIndex);//如果当前字符是一个分隔符，则认为这是一个分隔符标记//给当前标记和标记类型赋值，并将指针后移if(isDelim(currentChar)) {this.token += currentChar;this.expIndex++;this.tokenType = DELIMITER_TOKEN;} else if (Character.isLetter(currentChar)) {//如果当前字符是一个字母，则认为是一个变量标记//将解析器指针往后移，知道遇到一个分隔符，之间的字符都是变量的组成部分 while(!isDelim(currentChar)) {this.token += currentChar;this.expIndex++;if(this.expIndex >= this.exp.length()) {break;} else {currentChar = this.exp.charAt(this.expIndex);}}this.tokenType = VARIABLE_TOKEN; //设置标记类型为变量} else if (Character.isDigit(currentChar)) {//如果当前字符是一个数字，则认为当前标记的类型为数字//将解析器指针后移，知道遇到一个分隔符，之间的字符都是该数字的组成部分while(!isDelim(currentChar)) {this.token += currentChar;this.expIndex++;if (this.expIndex >= this.exp.length()) {break;} else {currentChar = this.exp.charAt(this.expIndex);}}this.tokenType = NUMBER_TOKEN; //设置标记类型为数字} else {//无法识别的字符，则认为表达式结束this.token = EOE;return;}}/*** 判断一个字符是否为分隔符* 表达式中的字符包括：* 加“＋”、减“－”、乘“*”、除“/”、取模“%”、指数“^”、赋值“＝”、左括号“（”、右括号“）”*/private boolean isDelim(char c) {if (("+-*/%^=()".indexOf(c) != -1))return true;return false;}/*** @param args*/public static void main(String[] args) throws Exception{ExpressionParser test = new ExpressionParser();String exp1 = "a = 5.0";System.out.println("exp1(\"a = 5.0\") = " + test.evaluate(exp1));String exp2 = "b = 3.0";System.out.println("exp2(\"b = 3.0\") = " + test.evaluate(exp2));String exp3 = "(a + b) * (a - b)";System.out.println("exp3(\"(a + b) * (a - b)\") = " + test.evaluate(exp3));String exp4 = "3*5-4/2";System.out.println("exp4(\"3*5-4/2\") = " + test.evaluate(exp4));String exp5 = "(4-2) * ((a + b) / (a - b))";System.out.println("exp5(\"(4 - 2) * ((a + b) / (a - b))\") = " + test.evaluate(exp5));String exp6 = "5 % 2";System.out.println("exp6(\"5 % 2\";) = " + test.evaluate(exp6));String exp7 = "3^2 * 5 + 4";System.out.println("exp7(\"3^2 * 5 + 4\") = " + test.evaluate(exp7));}}输出结果：exp1("a = 5.0") = 5.0exp2("b = 3.0") = 3.0exp3("(a + b) * (a - b)") = 16.0exp4("3*5-4/2") = 13.0exp5("(4 - 2) * ((a + b) / (a - b))") = 8.0exp6("5 % 2") = 1.0exp7("3^2 * 5 + 4") = 49.0五、实例分析表达式的解析，实际就是一个表达式的分解过程。