用栈实现一般公式的解析器（中级版）

用栈实现一般公式的解析器：

1、采用栈来进行出栈运算，运算值再入栈的方法。

2、支持小数点，负数的运算。

3、接收参数可以是一个全部数字的公式，也可以是一个包含变量的公式，另外一个参数就是公式里面的参数对应key,values的Map，key是变量名，value是变量的值。

优化点：

4、在// 处理公式，对于负数的前面补0  formula = formula.replaceAll("(?

5、此实现包含的大量的 else if 判断，可以优化。

 

public class FormulaCalculatorUtils {

	// 初始默认正括号
    public static Set operator = new HashSet<>();
    static {
		operator.add('{');
		operator.add('(');
		operator.add('[');
	}
    
    public static void main(String[] args) {
    	//String ss= "3+area*{1+amount*[-4/(8-(-price))+7]}";
    	String ss= "(price*(-area))*amount/3";
        Map replaceKeysMap = new HashMap();
		replaceKeysMap.put("amount", "5.2");
		replaceKeysMap.put("area", "2");
		replaceKeysMap.put("price", "60");
        System.out.println(formulaCalculator(ss,replaceKeysMap));
	}

	/*
	 * 一共分两步： 1.中缀表达式转后缀表达式: 从左到右遍历中缀表达式的每一个数字和运算符。 如果数字就输出（即存入后缀表达式）；
	 * 如果是右括号，则弹出左括号之前的运算符； 如果优先级低于栈顶运算符，则弹出栈顶运算符，并将当前运算符进栈。 遍历结束后，将栈则剩余运算符弹出。
	 * 2.后缀表达式计算结果: 从左到右遍历后缀表达式，遇到数字就进栈，遇到符号，就将栈顶的两个数字出栈运算，运算结果进栈，直到获得最终结果。
	 */
	/**
	 * @Desc
	 * @param formula 传入的公式 例：(price*area)*amount/3
	 * @param formulaParametersMap 变量对应的map，key是所有变量，value是变量对应的值
	 * @return BigDecimal的具体数值
	 */
	public static BigDecimal formulaCalculator(String formula, Map formulaParametersMap) {
		// 把公式里面的变量换成对应的值
		for (Map.Entry entry : formulaParametersMap.entrySet()) {
			formula = formula.replaceAll(entry.getKey(), entry.getValue());
		}
		// 最后一步处理公式，对于负数的前面补0
		formula = formula.replaceAll("(? opStack = new Stack<>();
		Stack otStack = new Stack<>();

		// 整数记录器 当num是多位或者小数点时将 num += formulaChar 知道遇见运算符
		String num = "";
		for (int i = 0; i < formula.length(); i++) {
			// 抽取字符
			char formulaChar = formula.charAt(i);
			// 如果字符是数字，则加这个数字累加到num后面
			if (Character.isDigit(formulaChar) || formulaChar == '.') {
				num += formulaChar;
			}
			// 如果不是数字
			else {
				// 如果有字符串被记录，则操作数入栈，并清空
				if (!num.isEmpty()) {
					BigDecimal n = new BigDecimal(num);
					num = "";
					opStack.push(n);
				}
				// 如果遇上了终结符则退出
				if (formulaChar == '#') {
					break;
				} else if (formulaChar == '+' || formulaChar == '-') {
					// 如果遇上了+-
					// 空栈或者操作符栈顶遇到正括号，则入栈
					if (otStack.isEmpty() || operator.contains(otStack.peek())) {
						otStack.push(formulaChar);
					} else {
						// 否则一直做弹栈计算，直到空或者遇到正括号为止，最后入栈
						while (!otStack.isEmpty() && !operator.contains(otStack.peek())) {
							popAndCalculator(opStack, otStack);
						}
						otStack.push(formulaChar);
					}
				} else if (formulaChar == '*' || formulaChar == '/') {
					// 如果遇上*/
					// 空栈或者遇到操作符栈顶是括号，或者遇到优先级低的运算符，则入栈
					if (otStack.isEmpty() || operator.contains(otStack.peek()) || otStack.peek() == '+' || otStack.peek() == '-') {
						otStack.push(formulaChar);
					} else {
						// 否则遇到*或/则一直做弹栈计算，直到栈顶是优先级比自己低的符号，最后入栈
						while (!otStack.isEmpty() && otStack.peek() != '+' && otStack.peek() != '-' && !operator.contains(otStack.peek())) {
							popAndCalculator(opStack, otStack);
						}
						otStack.push(formulaChar);
					}
				} else {
					// 如果是正括号就压栈
					if (operator.contains(formulaChar)) {
						otStack.push(formulaChar);
					} else {
						// 反括号就一直做弹栈计算，直到遇到正括号为止
						char r = getBrace(formulaChar);
						while (otStack.peek() != r) {
							popAndCalculator(opStack, otStack);
						}
						// 最后弹出正括号
						otStack.pop();
					}
				}
			}
		}
		// 将剩下的计算完，直到运算符栈为空
		while (!otStack.isEmpty()) {
			popAndCalculator(opStack, otStack);
		}
		// 返回结果
		return opStack.pop();
	}
	
	// 两个值的的运算,先出栈的放到运算符的右边
	private static void popAndCalculator(Stack opStack, Stack otStack) {
		BigDecimal op2 = opStack.pop();
		BigDecimal op1 = opStack.pop();
		char ot = otStack.pop();
		BigDecimal res = BigDecimal.ZERO;
		switch (ot) {
		case '+':
			res = op1.add(op2);
			break;
		case '-':
			res = op1.subtract(op2);
			break;
		case '*':
			res = op1.multiply(op2);
			break;
		case '/':
			res = op1.divide(op2, 4, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
			break;
		default :
			break;
		}
		opStack.push(res);
	}

	// 处理括号
	private static char getBrace(char operator) {
		switch (operator) {
		case ')':
			return '(';
		case ']':
			return '[';
		case '}':
			return '{';
		default :
			return '#';	
		}
	}
}

 

每天努力一点，每天都在进步。