Question

我试图确定给定的输入是否是有效的数学表达式。这是我提出的当前代码，但如果Input是单个整数（例如100,200,5,7），它只会返回true。

Pattern pattern = Pattern.compile("-?\\w+|[-+*%/()]");
Matcher match = pattern.matcher(Input);

if(pattern.matcher(Input).matches())
{
    System.out.print("True");
}
else
    System.out.print("False");

有关我想要完成的事情的进一步信息：

为简单起见，假设只有整数（所以没有变量和小数位）。
运算符为：+， - ，*，/，％。
仅括号（所以没有括号或大括号）。

示例：

有效：

123  
1*2(3+4)%7  
3--4+5*-7  
13(12)+11-(7*15%(11-2)/4)  
(((((-99999)))))

无效

1+2)  
)5--  
3+*12  
)(++**//
(50)+12)

另外，如果可能，还可以包含有关正则表达式如何工作的简单说明吗？我对这个话题很陌生。我从概念上理解它，但在我的代码中实现它时遇到了麻烦。

Answer 1

正如几条评论所说，只是一个正则表达式匹配，你所要求的是不可能的。事实上，匹配平衡括号是一个经典的问题之一，这是一个简单的正则表达式无法解决的问题。只要您的数学表达式可以包含任意嵌套的括号，就不能使用正则表达式对其进行验证。

但是，可以验证更小的语言，然后我们可以通过一些编码将其构建到您的语言的验证例程中。较小的语言就像您的语言，但只有一个变化：不允许使用括号。然后，语言中的有效表达式如下所示：

INTEGER OP INTEGER OP INTEGER OP .... OP INTEGER

另一种说法是＆＃34; INTEGER后跟零个或多个OP INTEGER个序列＆＃34;。这可以转换为正则表达式，如：

Pattern simpleLang = Pattern.compile("-?\\d+([-+*%/]-?\\d+)*");

所以-?\d+表示INTEGER，[-+*%/]表示OP。好的，现在我们如何使用它？好吧，首先让我们修改它以在整数之间添加任意空格，并使模式为static，因为我们要将这个验证逻辑包装在一个类中：

static Pattern simpleLang = Pattern.compile("\\s*-?\\d+(\\s*[-+*%/]\\s*-?\\d+)*\\s*");

（虽然请注意，我们不允许在负号与其后面的数字之间留出空格，因此即使允许3 - - 4也不允许3 - -4

现在，为了验证完整的语言，我们需要做的是反复找到一个在最里面的括号级别的块（所以，一个块本身不包含parens，但是被一个开闭的paren对包围），验证parens中的东西是否与简单语言匹配，然后用一些整数替换该块（包括周围的parens），用空格包围，以便它被认为与周围的东西分开。所以逻辑是这样的：

expr进来的是11 - (7 * 15 % (11 - 2) / 4)

最内侧括号内的块是11 - 2

11 - 2是否符合简单语言？是的！

用一些整数替换(11 - 2)。例如，使用1。

expr现在是11 - (7 * 15 % 1 / 4)

最内侧括号内的块是7 * 15 % 1 / 4

7 * 15 % 1 / 4是否符合简单语言？是的！

用一些整数替换(7 * 15 % 1 / 4)。例如，使用1。

expr现在是11 - 1

没有更多的parens，所以问：expr是否符合简单的语言？是的！

在代码中，这可以解决：

static Pattern simpleLang = Pattern.compile("\\s*-?\\d+(\\s*[-+*%/]\\s*-?\\d+)*\\s*");
static Pattern innerParen = Pattern.compile("[(]([^()]*)[)]");
public static boolean validateExpr(String expr) {
    while (expr.contains(")") || expr.contains("(")) {
        Matcher m = innerParen.matcher(expr);
        if (m.find()) {
            if (!simpleLang.matcher(m.group(1)).matches()) {
                return false;
            }
            expr = expr.substring(0,m.start()) + " 1 " + expr.substring(m.end());
        } else {
            // we have parens but not an innermost paren-free region
            // This implies mismatched parens
            return false;
        }
    }
    return simpleLang.matcher(expr).matches();
}

请注意，您调用了一个表达式＆＃34;有效＆＃34;这不会调用有效：即表达式13(12)+11-(7*15%(11-2)/4)。这将被视为无效，因为13和12之间没有运算符。如果您希望允许这种隐式乘法，最简单的方法是将（空格字符）添加为允许的运算符简单的语言，因此将simpleLang更改为：

static Pattern simpleLang = Pattern.compile("\\s*-?\\d+(\\s*[-+ *%/]\\s*-?\\d+)*\\s*");

正则表达式验证数学表达式

1 个答案: