mycalculator.java

一个四则运算计算器

package edu.bupt.calculate;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.math.BigDecimal;
import java.util.Stack;

public class MyCalculator {
	
	// 运算符优先级比较函数
	static int compare(char a, char b) {		
		if (a == '*' || a == '/') {
			if (b == '(')
				return -1;
			return 1;
		}
		if (a == '+' || a == '-') {
			if (b == '+' || b == '-' || b == ')' || b == '#')
				return 1; // a>b
			return -1; // a<b
		}
		if (a == '(' || a == '#') {
			if (a == '(' && b == ')')
				return 0; // a==b
			else if (a == '(' && b == '#')
				return 2; // can't compare
			else if (a == '#' && b == ')')
				return 2;
			else if (a == '#' && b == '#')
				return 0;
			else
				return -1;
		}
		if (a == ')') {
			if (b == '(')
				return 2;
			else
				return 1;
		}
		return 0;
	}	

	// 判断表达式中数字的函数
	static boolean isNum(char ch) {
		if ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.')
			return true;
		return false;
	}

	// 判断表达式中运算符的函数
	static boolean isOp(char ch) {
		if (ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '('
				|| ch == ')' || ch == '#')
			return true;
		return false;
	}

	// 计算最简表达式值的函数
	// a和b是操作数，s是运算符
	static double simpleCalculate(double a, double b, char o) {
		if (o == '+')
			return a + b; // a+b返回a+b的值
		if (o == '-')
			return b - a; // 由于操作数出栈顺序是后进先出，所以减法和除法要交换参数的顺序
		if (o == '*')
			return a * b; // a*b返回a*b的值
		if (o == '/')
			return b / a; // 同减法
		return 0;
	}	

	// 计算整个表达式值的函数
	private static double calculateExpresstion(String s) {
		s += "#";
		int i = 0;// 表达式循环条件
		char c;// 表达式中的一个字符
		Stack<Double> num = new Stack<Double>();// 操作数栈
		Stack<Character> op = new Stack<Character>();// 操作符栈
		op.push('#');// 表达式开始的标志
		c = s.substring(i, i + 1).charAt(0);// 取出表达式中的一位
		while (c != '#' || op.peek().toString().charAt(0) != '#')// 没有取到表达式开始或结束的标志'#'，就循环计算表达式的值
		{
			if (isNum(c))// 取到的字符是数字，那么就要取出整个数字
			{
				int start = i;
				int end = 0;
				while (isNum(s.substring(i, i + 1).charAt(0)))
					// 只要s[i]是数字，就表示一个数还没完
					end = i++;// 循环条件自加
				double m = Double.parseDouble(s.substring(start, end + 1));// 取出从i位开始的数字
				num.push(m);// 数字入栈
				c = s.substring(i, i + 1).charAt(0);// 下一个字符
			} else if (isOp(c)) // 取到的字符是运算符
			{
				switch (compare(op.peek(), c))// 与栈中的运算符比较优先级
				{
				case -1:// 栈中运算符优先级小于当前运算符
					op.push(c);// 运算符入栈
					i++;
					c = s.substring(i, i + 1).charAt(0);
					break;
				case 0:// 栈中运算符优先级等于当前运算符
					op.pop();// 运算符出栈
					i++;
					c = s.substring(i, i + 1).charAt(0);
					break;
				case 1:// 栈中运算符优先级大于当前运算符
					// 两次取出操作数栈中的数
					double a = num.pop();
					double b = num.pop();
					// 取出运算符栈中的运算符
					char ss = op.pop();
					// 计算结果保存在数字栈中
					num.push(simpleCalculate(a, b, ss));
					break;
				}
			}
		}
		return num.peek();// 表达式计算完毕，返回数字栈中保存的计算结果
	}
	
	/**
	 * // 计算整个表达式值的函数,并保留小数点后两位
	 * @param str
	 * @return
	 */
	public static double calculate(String str){
		BigDecimal result = new BigDecimal(calculateExpresstion(str));
		BigDecimal one = new BigDecimal(1);
		return result.divide(one, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		String formula = "";
		try {
			BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			formula = br.readLine();
			System.out.println("result = " + MyCalculator.calculate(formula));
		} catch (IOException e1) {
			System.out.println("您输入的数字有误");
		} catch (NumberFormatException e2) {
			System.out.println("您输入的数字有误");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}