四则运算
计应192第五组 张少有：
package Zsy;
import java.math.BigDecimal;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
String str = "0.34 +3.9*(7 - 2* 3.6) /0.66+8-(9.3+8/3)";
BigDecimal result = cal(str);
System.out.println(result);
}
public static BigDecimal cal(String str) {
// 对表达式进行预处理，并简单验证是否是正确的表达式
// 存放处理后的表达式
List<String> list = new ArrayList<>();
char[] arr = str.toCharArray();
// 存放数字临时变量
StringBuffer tmpStr = new StringBuffer();
for (char c : arr) {
// 如果是数字或小数点，添加到临时变量中
if (c >= '0' && c <= '9') {
tmpStr.append(c);
} else if (c == '.') {
if (tmpStr.indexOf(".") > 0) {
throw new RuntimeException("非法字符");
}
tmpStr.append(c);
}
// 如果是加减乘除或者括号，将数字临时变量和运算符依次放入list中
else if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '(' || c == ')') {
if (tmpStr.length() > 0) {
list.add(tmpStr.toString());
tmpStr.setLength(0);
}
list.add(c + "");
}
// 如果是空格，跳过
else if (c == ' ') {
continue;
} else {
throw new RuntimeException("非法字符");
}
}
if (tmpStr.length() > 0) {
list.add(tmpStr.toString());
}
// 初始化后缀表达式
List<String> strList = new ArrayList<>();
// 运算过程中，使用了两次栈结构，第一次是将中缀表达式转换为后缀表达式，第二次是计算后缀表达式的值
Stack<String> stack = new Stack<>();
// 声明临时变量，存放出栈元素
String tmp;
// 1. 将中缀表达式转换为后缀表达式
for (String s : list) {
// 如果是左括号直接入栈
if (s.equals("(")) {
stack.push(s);
}
// 如果是右括号，执行出栈操作，依次添加到后缀表达式中，直到出栈元素为左括号，左括号和右括号都不添加到后缀表达式中
else if (s.equals(")")) {
while (!(tmp = stack.pop()).equals("(")) {
strList.add(tmp);
}
}
// 如果是加减乘除，弹出所有优先级大于或者等于该运算符的栈顶元素（栈中肯定没有右括号，认为左括号的优先级最低），然后将该运算符入栈
else if (s.equals("*") || s.equals("/")) {
while (!stack.isEmpty()) {
// 取出栈顶元素
tmp = stack.peek();
if (tmp.equals("*") || tmp.equals("/")) {
stack.pop();
strList.add(tmp);
} else {
break;
}
}
stack.push(s);
} else if (s.equals("+") || s.equals("-")) {
while (!stack.isEmpty()) {
// 取出栈顶元素
tmp = stack.peek();
if (!tmp.equals("(")) {
stack.pop();
strList.add(tmp);
} else {
break;
}
}
stack.push(s);
}
// 如果是数字，直接添加到后缀表达式中
else {
strList.add(s);
}
}
// 最后依次出栈，放入后缀表达式中
while (!stack.isEmpty()) {
strList.add(stack.pop());
}
// 2.计算后缀表达式的值
Stack<BigDecimal> newStack = new Stack<>();
for (String s : strList) {
// 若遇运算符，则从栈中退出两个元素，先退出的放到运算符的右边，后退出的放到运算符左边，
// 运算后的结果再进栈，直到后缀表达式遍历完毕
if (s.equals("+") || s.equals("-") || s.equals("*") || s.equals("/")) {
BigDecimal b1 = newStack.pop();
BigDecimal b2 = newStack.pop();
switch (s) {
case "+":
newStack.push(b2.add(b1));
break;
case "-":
newStack.push(b2.subtract(b1));
break;
case "*":
newStack.push(b2.multiply(b1));
break;
case "/":
newStack.push(b2.divide(b1, 9, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
break;
}
}
// 如果是数字，入栈
else {
newStack.push(new BigDecimal(s));
}
}
// 最后，栈中仅有一个元素，就是计算结果
return newStack.peek();
}
}
