JAVA 实现高级计算器程序

用JAVA编写了一个高级计算器程序，可以实现带括号的四则运算，如同数据结构书上所讲，可以利用栈将中缀表达式转换为后缀表达式，再利用栈计算后缀表达式。中缀表达式符合人的思维习惯，但计算机却容易理解后缀表达式。

话不多说，直接上代码：

package indi.list;
import java.util.*;public class Calculator {private static final int MAXCAPACITY = 500;private String expression;public Calculator(String expression) {if(expression.length() > MAXCAPACITY)System.out.println("字符串长度超出最大值");elsethis.expression=expression;}public int getPriority(String str) {int pri=-1;if(str.equals("("))pri=0;else if(str.equals("+") || str.equals("-"))pri=1;else if(str.equals("*") || str.equals("/"))pri=2;return pri;        }public String[] split() {ArrayList<String> strList=new ArrayList<String>();int splitIndex=0;for(int i=0;i<expression.length();i++) {if(expression.charAt(i)=='+' || expression.charAt(i)=='-' || expression.charAt(i)=='*' || expression.charAt(i)=='/' || expression.charAt(i)=='(' || expression.charAt(i)==')'){               if(splitIndex == i) { //处理连续多个操作符if(expression.charAt(i)=='-') {     //处理操作符"( + - * /"符号后面遇到"-"情况时，将后面的数字当做负数处理splitIndex=i;continue;}elsestrList.add(expression.substring(splitIndex, i+1));}else {strList.add(expression.substring(splitIndex, i));strList.add(expression.substring(i, i+1));}splitIndex=i+1;}if((i==expression.length()-1) && (splitIndex<=i))strList.add(expression.substring(splitIndex));}return strList.toArray(new String[0]);}public String[] getSuffixExpression(String[] expression) {Stack<String> strStack=new Stack<String>();ArrayList<String> strList=new ArrayList<String>();for(int i=0;i<expression.length;i++) {if(expression[i].equals("("))  //遇到'('时入栈strStack.push(expression[i]);else if(expression[i].equals("+") || expression[i].equals("-") ||expression[i].equals("*") ||expression[i].equals("/")) {if(strStack.isEmpty())     //栈空时操作符入栈strStack.push(expression[i]);else {                     //否则比较栈顶操作符优先级while((!strStack.isEmpty()) && (getPriority(strStack.peek())>=getPriority(expression[i]))) {strList.add(strStack.pop());}strStack.push(expression[i]);}                }else if(expression[i].equals(")")) {//遇到')'时出栈直至'('while(!strStack.peek().equals("(")){strList.add(strStack.pop());}strStack.pop(); //抛出'('}elsestrList.add(expression[i]);}while(!strStack.isEmpty())strList.add(strStack.pop());return strList.toArray(new String[0]);}public double getResult(String[] expression) {Stack<Double> strStack=new Stack<Double>();double num1,num2;double result=0;for(int i=0;i<expression.length;i++) {if(expression[i].equals("+") || expression[i].equals("-") ||expression[i].equals("*") ||expression[i].equals("/")) {String str=expression[i];switch(str) {case "+":{num1=strStack.pop();num2=strStack.pop();result=num2+num1;strStack.push(result);break;}case "-":{num1=strStack.pop();num2=strStack.pop();result=num2-num1;strStack.push(result);break;}case "*":{num1=strStack.pop();num2=strStack.pop();result=num2*num1;strStack.push(result);break;}case "/":{num1=strStack.pop();num2=strStack.pop();result=num2/num1;strStack.push(result);break;}}}elsestrStack.push(Double.valueOf(expression[i]));}result=0;while(!strStack.isEmpty()) {result+=strStack.pop();}return result;}public double getResult() {return getResult(getSuffixExpression(split()));}
}

上述代码为一个计算器类，包含了6个方法：

（1）public Calculator(String expression)：构造函数

（2）public int getPriority(String str)：获得运算符优先级

（3）public String[] split()：字符串分割

（4）public String[] getSuffixExpression(String[] expression)：获得后缀表达式

（5）public double getResult(String[] expression)：获得运算结果

（6）public double getResult()：获得运算结果

由于JAVA自带的分割函数实现的功能有限，所以这里自己实现了一个字符串分割函数，返回字符串数组，并且可以识别负数的情景。

主类中测试代码为：

package indi.list;public class Main {public static void main(String[] args) {Calculator exp1=new Calculator("-6/(-5.8-3)+0.3*(8-9)/6");String[] strSplit=exp1.split();String[] strSuffixExpression=exp1.getSuffixExpression(strSplit);double result=exp1.getResult(strSuffixExpression);System.out.println("---------原字符串是---------");System.out.println("-6/(-5.8-3)+0.3*(8-9)/6");System.out.println("-------分割后的字符串是-------");for(int i=0;i<strSplit.length;i++)System.out.print("["+strSplit[i]+"]"+"\t");System.out.println("\n");System.out.println("-------后缀形式的字符串是-------");for(int i=0;i<strSuffixExpression.length;i++)System.out.print("["+strSuffixExpression[i]+"]"+"\t");System.out.println("\n");System.out.println("---------最后计算结果是---------");System.out.println(result);System.out.println("-------计算机计算结果是-------");result=-6/(-5.8-3)+0.3*(8-9)/6;System.out.println(result);}}

输出结果为：

---------原字符串是---------
-6/(-5.8-3)+0.3*(8-9)/6
-------分割后的字符串是-------
[-6]    [/] [(] [-5.8]  [-] [3] [)] [+]    [0.3]   [*] [(] [8] [-] [9] [)] [/] [6] -------后缀形式的字符串是-------
[-6]    [-5.8]  [3] [-] [/] [0.3]   [8] [9] [-] [*] [6] [/] [+]    ---------最后计算结果是---------
0.6318181818181817
-------计算机计算结果是-------
0.6318181818181817

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