calculate.java

一个简易计算器

/*
 * 创建日期 2006-9-9
 *
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 */
package calculator;

/**
 * @author 
 *
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 */
public class Calculate {

	private String infix;	// 四则运算表达式(中缀)
	
	// 构造函数
	public Calculate(String s){
		infix = s;
	}
	
	//判断有误的输入
	int Match(String exprString){
		
		int leng = exprString.length();		//所判断字符串长度
		char[] exp = new char[leng];		//数组exp用来存储exprString各字符
		
		for(int i = 0; i < leng; i++){
			exp[i] = exprString.charAt(i);
		}
		
		char[] st = new char[leng];		//定义栈st来存放小括号
		int top = -1, i = 0, tag = 1;		//定义栈顶top和标签tag
		
		// 判断式子中是否含有操作符
		for(int k = 0; k < leng; k ++){
			if(exp[k] == '*'||exp[k] == '/'||exp[k] == '+'||exp[k] == '-')
				break;
			else if(k == leng - 1)
				tag = 6;
		}
		
		while(i < leng && tag ==1){	
			
			// 判断首字符是否非法(操作数未考虑到正负)
			if(exp[0] == '*'||exp[0] == '/'||exp[0] == '.'||exp[0] == '+'||exp[0] == '-'){
				tag = 3;		//***首字符非法
				break;
			}
			
			// 判断末尾字符是否非法
			if(exp[leng - 1] == '*'||exp[leng - 1] == '/'||exp[leng - 1] == '.'
				||exp[leng - 1] == '+'||exp[leng - 1] == '-'){
				tag = 5;		//***末尾字符非法
				break;
			}
			
			// 判断 + - * / .是否有连续情况
			if(exp[i] == '*'||exp[i] == '/'||exp[i] == '.'||exp[i] == '+'||exp[i] == '-'){
				if(i > 0){
					i --;
					if(exp[i] == '*'||exp[i] == '/'||exp[i] == '.'||exp[i] == '+'||exp[i] == '-'){
						tag = 4;//***连续
						break;
					}else{
						i ++;
					}
				}
			}
			
			// 遇到非法字符
			if(!(exp[i] == '1'|| exp[i] == '2'|| exp[i] == '3'|| exp[i] == '4'|| exp[i] == '5'|| exp[i] == '6' 
				|| exp[i] == '7'|| exp[i] == '8'|| exp[i] == '9'|| exp[i] == '0'|| exp[i] == '+'|| exp[i] == '-'
					|| exp[i] == '*'|| exp[i] == '/'|| exp[i] == '('|| exp[i] == ')'|| exp[i] == '.'|| exp[i] == ' ')){
				tag = 2;			//***非法字符
				break;
			}
			
			if(exp[i] == '('){	// 遇到'(',将其入栈
				top ++;
				st[top] = exp[i];
			}
			
			if(exp[i] == ')'){	// 遇到')',若栈顶是'(',则继续处理,否则以不配对返回
				if((top >= 0) && (st[top] == '(')) top --;
				else{
					tag = 0;	//***小括号不对称
					break;
				}
			}
			
			i ++;
			
		}
		
		if(top >= 0) 			// 若栈不为空,则不配对
			tag = 0;
		
		return (tag);			//正常情况,tag为1
		
	}
	
	public String getResult(){
		
		String resuStr = "";	// 表示结果的字符串,为正确结果或者是其他信息
		String postfix = "";	// 后缀
		char[] operators = new char[infix.length()];	// 定义用于存放操作符的栈
		int top = -1;			// 栈顶
		int matc = Match(infix);
		
		if(matc == 3){
			resuStr = "首个字符有误.";
		}else if(matc == 4){
			resuStr = "出现了连续的+-/*.!";
		}else if(matc == 2){
			resuStr = "您输入了非法字符!";
		}else if(matc == 0){
			resuStr = "括号不配对.";
		}else if(matc == 5){
			resuStr = "末尾字符出错.";
		}else if(matc == 6){
			resuStr = "式子中缺少操作符.";
		}else{
			
			// 遍历中缀
			for(int i = 0; i < infix.length(); i ++){
				
				char oper = infix.charAt(i);
				
				switch(oper)
				{
				case ' ':// 忽略空格
					break;
					
				case '+':// 操作符
				case '-':
					while(top >= 0){	// 栈不为空时
						char c = operators[top--];	// 出栈
						if(c == '('){
							operators[++top] = c;	// 遇到'(',将其重新入栈
							break;
						}else{
							postfix = postfix + c;	// 添加 c操作符到后缀中参与运算
						}
					}
					operators[++top] = oper;		// 当前操作符入栈
					postfix += " ";
				    break;
				    
				case '*':
				case '/':
					while(top >= 0){
						char c = operators[top--];
						if(c == '('){
							operators[++top] = c;
							break;
						}else{
							if(c == '+' || c == '-'){// 遇到加减号,先进行乘除运算,故先将加减号压入栈
								operators[++top] = c;
								break;
							}else{
								postfix = postfix + c;
							}
						}
					}
					operators[++top] = oper;
					postfix += " ";
				    break;
				    
				case '(':
					operators[++top] = oper;
					postfix += " ";
				    break;

				    
				case ')':
					while(top >= 0){
						char c = operators[top--];
						if(c == '('){	// 由于遇到')','('此后不再有效,故不需重新入栈
							break;
						}else{
							postfix = postfix + c;
						}
					}
					postfix += " ";
					break;
				    
				default:
					postfix = postfix + oper;
					break;
				}
			}
			
			while(top >= 0){
				postfix = postfix + operators[top--];
			}// 得到的是一条无括号的后缀表达式
			
			// 计算后缀表达式
			double[] operands = new double[postfix.length()];// 定义用来存放操作数的栈
			double x, y, z;
			top = -1;
			String operand = "";	// 定义操作数
			for(int j = 0; j < postfix.length(); j ++){
				
				char c = postfix.charAt(j);
				
				if((c >= '0' && c <= '9') || c == '.'){
					operand += c;
				}
				
				if(c == ' ' && operand != ""){
					operands[++top] = Double.parseDouble(operand);	// 完整操作数入栈
				    operand = "";
				}
				
				if(c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/'){
					if(operand != ""){
						operands[++top] = Double.parseDouble(operand) ;
					    operand = "";
					}
					y = operands[top--]; // 弹出双目运算符的第二操作数
					x = operands[top--]; // 弹出双目运算符的第一操作数
					switch(c)
					{
					case '+' :
						z = x + y;
					    break;
					case '-' :
					    z = x - y;
					    break;
					case '*' :
					    z = x * y;
					    break;
					case '/' :
					    z = x / y;
					    break;
					default :
						z = 0;
					    break;
					}
					operands[++top] = z; // 中间结果再次入栈,其位置为上述x的位置
				}
				
			}
			z = operands[top--]; 		// 弹出最终结果
			resuStr = Double.toString(z);
		}
		return resuStr;
	}
}