Java实现四则运算计算器（⽀持括号，⼩数，负数）
Java实现四则运算计算器(⽀持括号，⼩数，负数)
两个类，Calculator类负责主要运算逻辑，使⽤两个栈（符号栈和数字栈），通过出栈压栈的⽅式计算，MyUtils类为⼯具类，主要进⾏⼀些字符串校验和处理
代码如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
/**
* @Title: Calculator.java
* @desc: 加减乘除计算器，⽀持括号，⼩数，负数
* @author mengchuan.li
* @date 2016年11⽉14⽇下午1:22:39
*/
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
Calculator calc = new Calculator();
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输⼊需要计算式⼦(输⼊end退出计算器)：如-1.1+2*3(4*(-6+5))/(6(2+0.2)(7-3))= ");
Double result;
while (s.hasNextLine()) {
String str = s.nextLine();
if ("end".equals(str)) {
System.out.println("谢谢使⽤!");
break;
}
// 计算处理
result = calc.prepareParam(str);
if (result != null) {
// 处理结果并打印
System.out.println(
MyUtils.formatResult(String.format("%." + MyUtils.RESULT_DECIMAL_MAX_LENGTH + "f", result)));
}
}
}
/**
*
* @Title: PrepareParam
* @Desc: 准备计算的数据，符号
*
* @param str计算式
* @return计算结果
*
*/
public Double prepareParam(String str) {
// 空值校验
if (null == str || "".equals(str)) {
return null;
}
// 长度校验
if (str.length() > MyUtils.FORMAT_MAX_LENGTH) {
System.out.println("表达式过长！");
return null;
}
// 预处理
/
/ 预处理
str = placeAll(" ", "");// 去空格
if ('-' == str.charAt(0)) {// 开头为负数，如-1，改为0-1
str = 0 + str;
}
// 校验格式
if (!MyUtils.checkFormat(str)) {
System.out.println("表达式错误！");
return null;
}
// 处理表达式，改为标准表达式
str = MyUtils.change2StandardFormat(str);
// 拆分字符和数字
String[] nums = str.split("[^.0-9]");
List<Double> numLst = new ArrayList();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (!"".equals(nums[i])) {
numLst.add(Double.parseDouble(nums[i]));
}
}
String symStr = placeAll("[.0-9]", "");
return doCalculate(symStr, numLst);
}
/**
*
* @Title: doCalculate
* @Desc: 计算
*
* @param symStr符号串
* @param numLst数字集合
* @return计算结果
*
*/
public Double doCalculate(String symStr, List<Double> numLst) {
LinkedList<Character> symStack = new LinkedList<>();// 符号栈
LinkedList<Double> numStack = new LinkedList<>();// 数字栈
double result = 0;
int i = 0;// numLst的标志位
int j = 0;// symStr的标志位
char sym;// 符号
double num1, num2;// 符号前后两个数
while (symStack.isEmpty() || !(Last() == '=' && symStr.charAt(j) == '=')) {// 形如：
// =8=
// 则退出循环，结果为8
if (symStack.isEmpty()) {
symStack.add('=');
numStack.(i++));
}
if ((symStr.charAt(j)) > (Last())) {// ⽐较符号优先级，若当前符号优先级⼤于前⼀个则压栈if (symStr.charAt(j) == '(') {
symStack.add(symStr.charAt(j++));
continue;
}
numStack.(i++));
symStack.add(symStr.charAt(j++));
} else {// 当前符号优先级⼩于等于前⼀个符号的优先级
if (symStr.charAt(j) == ')' && Last() == '(') {// 若（）之间没有符号，则“（”出栈
j++;
continue;
}
if (Last() == '(') {// “（”直接压栈
numStack.(i++));
symStack.add(symStr.charAt(j++));
continue;
continue;
}
num2 = veLast();
num1 = veLast();
sym = veLast();
switch (sym) {
case'+':
numStack.add(MyUtils.plus(num1, num2));
break;
case'-':
numStack.duce(num1, num2));
break;
case'*':
numStack.add(MyUtils.multiply(num1, num2));
break;
case'/':
if (num2 == 0) {// 除数为0
System.out.println("存在除数为0");
return null;
}
numStack.add(MyUtils.divide(num1, num2));
break;
}
}
}
veLast();
}
}
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
/**
* @Title: MyUtils.java
* @desc: 计算器⼯具类
* @author mengchuan.li
* @date 2016年11⽉14⽇下午3:20:44
*/
public class MyUtils {
public static final int FORMAT_MAX_LENGTH = 500;// 表达式最⼤长度限制
public static final int RESULT_DECIMAL_MAX_LENGTH = 8;// 结果⼩数点最⼤长度限制
public static final Map<Character, Integer> symLvMap = new HashMap<Character, Integer>();// 符号优先级map static {
symLvMap.put('=', 0);
symLvMap.put('-', 1);
symLvMap.put('+', 1);
symLvMap.put('*', 2);
symLvMap.put('/', 2);
symLvMap.put('(', 3);
symLvMap.put(')', 1);
// symLvMap.put('^', 3);
// symLvMap.put('%', 3);
}
/**
*
* @Title: checkFormat
* @Desc: 检查表达式格式是否正确
*
* @param str表达式
* @return true表达式正确，false表达式错误
*
*/
*/
public static boolean checkFormat(String str) {
// 校验是否以“=”结尾
if ('=' != str.charAt(str.length() - 1)) {
return false;
}
// 校验开头是否为数字或者“(”
if (!(isCharNum(str.charAt(0)) || str.charAt(0) == '(')) {
return false;
}
char c;
// 校验
for (int i = 1; i < str.length() - 1; i++) {
c = str.charAt(i);
if (!isCorrectChar(c)) {// 字符不合法
return false;
}
if (!(isCharNum(c))) {
if (c == '-' || c == '+' || c == '*' || c == '/') {
if (c == '-' && str.charAt(i - 1) == '(') {// 1*(-2+3)的情况
continue;
}
if (!(isCharNum(str.charAt(i - 1)) || str.charAt(i - 1) == ')')) {// 若符号前⼀个不是数字或者“）”时
return false;
}
}
if (c == '.') {
if (!isCharNum(str.charAt(i - 1)) || !isCharNum(str.charAt(i + 1))) {// 校验“.”的前后是否位数字
return false;
}
}
}
}
return isBracketCouple(str);// 校验括号是否配对
}
/**
*
* @Title: change2StandardFormat
* @Desc: 处理表达式格式为标准格式，如2(-1+2)(3+4)改为2*(0-1+2)*(3+4)
*
* @param str
* @return标准表达式
*
*/
public static String change2StandardFormat(String str) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
char c;
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
c = str.charAt(i);replaceall()
if (i != 0 && c == '(' && (isCharNum(str.charAt(i - 1)) || str.charAt(i - 1) == ')')) {
sb.append("*(");
continue;
}
if (c == '-' && str.charAt(i - 1) == '(') {
sb.append("0-");
continue;
}
sb.append(c);
}
String();
}
/**
*
* @Title: isBracketCouple
* @Desc: 校验括号是否配对
* @param str
* @return参数
*
*/
public static boolean isBracketCouple(String str) {
LinkedList<Character> stack = new LinkedList<>();
for (char c : CharArray()) {
if (c == '(') {
stack.add(c);
} else if (c == ')') {
if (stack.isEmpty()) {
return false;
}
}
}
if (stack.isEmpty()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
/**
*
* @Title: formatResult
* @Desc: 处理计算结果的显⽰
*
* @param str计算结果
* @return规范的计算结果
*
*/
public static String formatResult(String str) {
String[] ss = str.split("\\.");
if (Integer.parseInt(ss[1]) == 0) {
return ss[0];// 整数
}
String s1 = new StringBuilder(ss[1]).reverse().toString();
int start = 0;
for (int i = 0; i < s1.length(); i++) {
if (s1.charAt(i) != '0') {
start = i;
break;
}
}
return ss[0] + "." + new StringBuilder(s1.substring(start, s1.length())).reverse();    }
/**
*
* @Title: isCorrectChar
* @Desc: 校验字符是否合法
*
* @param c
* @return参数
*
*/
public static boolean isCorrectChar(Character c) {
if (('0' <= c && c <= '9') || c == '-' || c == '+' || c == '*' || c == '/' || c == '(' || c == ')'                || c == '.') {
return true;
}
return false;

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