我在帖子：https://stackoverflow.com/a/26227947/8305657
上的stackoverflow上找到了一个表达式求值程序我对其进行了修改并添加了其他功能以满足我的需求。这是我的代码：
public static double compute(final String str) {
return new Object() {
int pos = -1, ch;
void nextChar() {
ch = (++pos < str.length()) ? str.charAt(pos) : -1;
}
boolean eat(int charToEat) {
while(ch == ' ') {
nextChar();
}
if(ch == charToEat) {
nextChar();
return true;
}
return false;
}
double parse() {
nextChar();
double x = parseExpression();
if(pos < str.length()) {
throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char) ch);
}
return x;
}
// Grammar:
// expression = term | expression `+` term | expression `-` term
// term = factor | term `*` factor | term `/` factor
// factor = `+` factor | `-` factor | `(` expression `)`
// | number | functionName factor | factor `^` factor
double parseExpression() {
double x = parseTerm();
for(;;) {
if(eat('+')) { //addition
x += parseTerm();
}
else if(eat('-')) { //subtraction
x -= parseTerm();
}
else {
return x;
}
}
}
double parseTerm() {
double x = parseFactor();
for(;;) {
if(eat('×')) { //multiplication
x *= parseFactor();
}
else if(eat('÷')) { //division
x /= parseFactor();
}
else {
return x;
}
}
}
double parseFactor() {
if(eat('+')) { //unary plus
return parseFactor(); //unary plus
}
if(eat('-')) { //unary minus
return -parseFactor();
}
double x;
int startPos = this.pos;
if(eat('(')) { //parentheses
x = parseExpression();
eat(')');
}
else if((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { //numbers
while((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') {
nextChar();
}
x = Double.parseDouble(str.substring(startPos, this.pos));
}
else if(ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch == '!') { //functions
while(ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch == '!') {
nextChar();
}
String func = str.substring(startPos, this.pos);
x = parseFactor();
if(func.equals("sqrt")) {
x = Math.sqrt(x);
}
else if(func.equals("log")) {
x = Math.log10(x);
}
else if(func.equals("ln")) {
x = Math.log(x);
}
else if(func.equals("sin")) {
x = Math.sin(Math.toRadians(x));
}
else if(func.equals("cos")) {
x = Math.cos(Math.toRadians(x));
}
else if(func.equals("tan")) {
x = Math.tan(Math.toRadians(x));
}
else if(func.equals("sinh")) {
x = Math.sinh(x);
}
else if(func.equals("cosh")) {
x = Math.cosh(x);
}
else if(func.equals("tanh")) {
x = Math.tanh(x);
}
else if(func.equals("!")) {
int fact = 1;
double number = x;
for(int i = 1; i <= number; i++) {
fact *= i;
}
x = fact;
}
else {
throw new RuntimeException("Unknown function: " + func);
}
}
else {
throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char) ch);
}
if(eat('^')) { //exponentiation
x = Math.pow(x, parseFactor());
}
return x;
}
}.parse();
}
此表达式求值程序中的错误似乎与求幂有关。例如，如果我向求值程序提供字符串"sin(sqrt(5))^2"，则返回答案0.08715574274765818（以弧度表示），这是不正确的。正确答案是0.618974196（以弧度表示）。我发现它给出错误答案的原因是它在求幂和内置函数时得到了操作顺序错误。它不是像预期的那样将表达式评估为sin(sqrt(5))^2，而是将表达式实际评估为sin(sqrt(5)^2)。正如你所看到的，它不是在最后进行取幂，而是在中间进行。所有功能都存在此问题。如果我一起使用任何两个函数并在最后使用取幂，例如log(ln(8))^2它仍然会出错。
这个问题甚至在我对原始评估者做了任何事之前，因为我测试了具有相同问题的原始代码。我一直坚持这个问题，我不知道如何解决这个问题。如果有人为此修复了错误，我将非常感激。
答案 0 :(得分：2)
在我看来，问题是parseFactor的最后一行始终检查^运算符。所以（5）^ 2被认为是一个parseFactor表达式，因此sin（5）^ 2 == sin 25.我认为你可以通过改变语法来解决这个问题：
Grammar:
expression = term | expression `+` term | expression `-` term
term = pow | term `*` pow | term `/` pow
pow = factor | pow ^ factor
factor = `+` pow | `-` pow | `(` expression `)`
| number | functionName factor
代码：
public static double compute(final String str) {
return new Object() {
int pos = -1, ch;
void nextChar() {
ch = (++pos < str.length()) ? str.charAt(pos) : -1;
}
boolean eat(int charToEat) {
while (ch == ' ') {
nextChar();
}
if (ch == charToEat) {
nextChar();
return true;
}
return false;
}
double parse() {
nextChar();
double x = parseExpression();
if (pos < str.length()) {
throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char) ch);
}
return x;
}
double parseExpression() {
double x = parseTerm();
for (; ; ) {
if (eat('+')) { //addition
x += parseTerm();
} else if (eat('-')) { //subtraction
x -= parseTerm();
} else {
return x;
}
}
}
double parseTerm() {
double x = parsePow();
for (; ; ) {
if (eat('×')) { //multiplication
x *= parsePow();
} else if (eat('÷')) { //division
x /= parsePow();
} else {
return x;
}
}
}
double parsePow() {
double x = parseFactor();
for (; ; ) {
if (eat('^')) {
x = Math.pow(x, parseFactor());
} else {
return x;
}
}
}
double parseFactor() {
if (eat('+')) { //unary plus
return parsePow(); //unary plus
}
if (eat('-')) { //unary minus
return -parsePow();
}
double x;
int startPos = this.pos;
if (eat('(')) { //parentheses
x = parseExpression();
eat(')');
} else if ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { //numbers
while ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') {
nextChar();
}
x = Double.parseDouble(str.substring(startPos, this.pos));
} else if (ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch == '!') { //functions
while (ch >= 'a' && ch <= 'z' || ch == '!') {
nextChar();
}
String func = str.substring(startPos, this.pos);
x = parseFactor();
if (func.equals("sqrt")) {
x = Math.sqrt(x);
} else if (func.equals("log")) {
x = Math.log10(x);
} else if (func.equals("ln")) {
x = Math.log(x);
} else if (func.equals("sin")) {
x = Math.sin(Math.toRadians(x));
} else if (func.equals("cos")) {
x = Math.cos(Math.toRadians(x));
} else if (func.equals("tan")) {
x = Math.tan(Math.toRadians(x));
} else if (func.equals("sinh")) {
x = Math.sinh(x);
} else if (func.equals("cosh")) {
x = Math.cosh(x);
} else if (func.equals("tanh")) {
x = Math.tanh(x);
} else if (func.equals("!")) {
int fact = 1;
double number = x;
for (int i = 1; i <= number; i++) {
fact *= i;
}
x = fact;
} else {
throw new RuntimeException("Unknown function: " + func);
}
} else {
throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char) ch);
}
return x;
}
}.parse();
}
测试用例：
log（10 ^ 3）= 3.0
log（10）^ 3 = 1.0