利用ScriptEngineManager实现字符串公式灵活计算

在开发中我们可能会遇到好多不固定的公式计算 如有时候我们需要将excel中大量的计算公式转换成java语言进行实现

如果说单纯的用java的基本方法实现计算 我们就需要的分析excel中的公式将其一一并转换成java代码 这样对我们开发人员来说工作量有点太大了 而且在转换过程中很可能会出错

下面就介绍一种简单的实现方法

我们知道js的eval（）方法可以执行字符串的代码 而恰好jdk6增加了对脚本语言的支持 我们可以利用这个特性对计算实现简单化的处理 

下面举个例子

加入有个公式 

A+B*C 

A=1,B=2,C=3

我们可以将公式的A B C替换成数字 转换为 1+2*3 最后就可以得到结果了

 

接下来 我么就探讨下实现方法

直接以代吗的形式来写吧

public Double Calculation(String formula){
Double result=null;  //计算结果
ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();   //创建一个ScriptEngineManager对象
ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("js");  //通过ScriptEngineManager获得ScriptEngine对象
try {
result = (Double) engine.eval(formula);  //用ScriptEngine的eval方法执行脚本
} catch (ScriptException e) {
this.isSuccess=false;
result=Double.NaN;
}  
return result;
}

利用上面的方法我们就可以将一个数学表达式计算出结果

Calculation（“1+2*3”）-->得到结果7

显然这样是不能实现公式的灵活计算的 怎么实现A+B*C  此时我们应该会想到将参数ABC替换成数字就可以实现计算结果了

接下来我们就探讨如何实现替换的功能

说到替换 我们不难想到String的replaceAll方法，但是这样我们会遇到一个问题就是替换形如A+AA+AAA的问题

如果str.replaceAll("A",2) ;结果就是2+22+222了

所以我想到了利用正则去准确匹配替换 方法如下

参数1：替换公式字的符串 参数2： 公式中要替换的字母如上边的A  参数3：要替换成的数值

/**
 * 精确替换字符 防止出现 匹配A 时将AA匹配的情况
 */

public static String replaceStr(String sourceStr,String replaceKey,String replaceValue){
String replaceStrReg="";
for(char str_char:replaceKey.toCharArray()){
replaceStrReg+="[";
replaceStrReg+=str_char;
replaceStrReg+="]";
}
String startReg="^"+replaceStrReg+"([\\+\\-\\*/,)])";
String endReg="([\\+\\-\\*/,(])"+replaceStrReg+"$";
String reg="([^a-zA-Z])("+replaceStrReg+")"+"([^a-zA-Z])";
String endStr=sourceStr;
while(matcheStr(endStr,replaceKey)){
endStr=endStr.replaceAll(startReg, replaceValue+"$1");
endStr=endStr.replaceAll(reg, "$1"+replaceValue+"$3");
endStr=endStr.replaceAll(endReg, "$1"+replaceValue);
}
return endStr;
}

/**
* 精确匹配字符 防止出现 匹配A 时将AA匹配的情况
*/
public static Boolean matcheStr(String sourceStr,String matchStr){
String replaceStrReg="";
for(char str_char:matchStr.toCharArray()){
replaceStrReg+="[";
replaceStrReg+=str_char;
replaceStrReg+="]";
}
String startReg="^"+replaceStrReg+"([\\+\\-\\*/,)])[\\s\\S]*";
String endReg="[\\s\\S]*([\\+\\-\\*/,(])"+replaceStrReg+"$";
String reg="[\\s\\S]*([^A-Za-z])("+replaceStrReg+")"+"([^A-Za-z])[\\s\\S]*";
if(sourceStr.matches(startReg)||sourceStr.matches(reg)||sourceStr.matches(endReg)){
return true;
}else{
return false;
}
}

上述的正则表达式就是利用了数学公式中出现+-*/运算符号的规律

这样我们就可以先替换 再计算了

我们的公式中可以实现计算平方等 如Math.pow(2,2) 只要js支持的数学公式都可以写进去

至于怎么将公式中的参数全部替换 我们可以用循环遍历替换参数 这里就不写了 有了上面的方法就ok了

我有这样的想法就是因为开发中频繁编写公式 可能会出错 另一方面纯用java实现公式后期维护修改也麻烦 利用这种方法我们在后期修改公式时只需修改字符串公式即可

这样我们还可以让用户自定义公式 

当然我们还可以利用ScriptEngineManager他实现执行js代码块 如if语句等 下面是个例子 可以参考下

public Map myFunction(String formula){
ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();  
ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("js"); 
Object result;
try {
engine.eval(formula);
Invocable inv = (Invocable) engine;
result=inv.invokeFunction("js");  
Object function = engine.get("useFunction");
map.put("result", result);
map.put("function", function);
} catch (Exception e) {
result=Double.NaN;
} 
return map;
}

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