Question

在我的一个项目中，我想添加一个用户可以在公式中提供的功能，例如

sin (x + pi)/2 + 1

我在我的Java应用程序中使用

/**
 * The formula provided by the user
 */
private String formula; // = "sin (x + pi)/2 + 1"

/*
 * Evaluates the formula and computes the result by using the
 * given value for x
 */
public double calc(double x) {
    Formula f = new Formula(formula);
    f.setVar("x", x);
    return f.calc();
    // or something similar
}

我如何评估数学表达式？

Answer 1

还有exp4j，一个基于Dijkstra's Shunting Yard的表达式评估器。它在Apache License 2.0下免费提供并可再发行，大小仅为25KB，而且非常易于使用：

Calculable calc = new ExpressionBuilder("3 * sin(y) - 2 / (x - 2)")
        .withVariable("x", varX)
        .withVariable("y", varY)
        .build()
double result1=calc.calculate();

使用较新的API版本时，如0.4.8：

Expression calc = new ExpressionBuilder("3 * sin(y) - 2 / (x - 2)")
    .variable("x", x)
    .variable("y", y)
    .build();
double result1 = calc.evaluate();

还可以在exp4j中使用自定义功能。

Answer 2

这取决于你想要评估的表达式有多复杂，但对于简单的表达式，java有一个非常好的javascript引擎：

import javax.script.*;
public class EvalScript {
public static void main(String[] args) throws Exception {
    // create a script engine manager
    ScriptEngineManager factory = new ScriptEngineManager();
    // create a JavaScript engine
    ScriptEngine engine = factory.getEngineByName("JavaScript");
    // evaluate JavaScript code from String
    Object obj = engine.eval("1+2");
    System.out.println( obj );
    }
}

Answer 3

为了扩展列表，我也完成了一个：

https://github.com/uklimaschewski/EvalEx

EvalEx是Java的一个方便的表达式计算器，它允许评估简单的数学和布尔表达式。

主要特点：

使用BigDecimal进行计算和结果
单一类实现，非常紧凑
不依赖于外部库
可以设置精度和舍入模式
支持变量
标准布尔和数学运算符
标准基本数学和布尔函数
可以在运行时添加自定义函数和运算符

示例：

BigDecimal result = null;

Expression expression = new Expression("1+1/3");
result = expression.eval():
expression.setPrecision(2);
result = expression.eval():

result = new Expression("(3.4 + -4.1)/2").eval();

result = new Expression("SQRT(a^2 + b^2").with("a","2.4").and("b","9.253").eval();

BigDecimal a = new BigDecimal("2.4");
BigDecimal b = new BigDecimal("9.235");
result = new Expression("SQRT(a^2 + b^2").with("a",a).and("b",b).eval();

result = new Expression("2.4/PI").setPrecision(128).setRoundingMode(RoundingMode.UP).eval();

result = new Expression("random() > 0.5").eval();

result = new Expression("not(x<7 || sqrt(max(x,9)) <= 3))").with("x","22.9").eval();

Answer 4

包含广泛数学集合的好数学解析器 - mXparser - 请参阅示例：

示例1：

import org.mariuszgromada.math.mxparser.*;
...
...
Argument x = new Argument("x = pi");
Expression e = new Expression("sin(x + pi)/2 + 1", x);
mXparser.consolePrintln("Res 1: " + e.getExpressionString() + " = " + e.calculate());
x.setArgumentValue(2);
mXparser.consolePrintln("Res 2: " + e.getExpressionString() + " = " + e.calculate());

结果：

[mXparser-v.4.0.0] Res 1: sin(x + pi)/2 + 1 = 1.0
[mXparser-v.4.0.0] Res 2: sin(x + pi)/2 + 1 = 0.545351286587159

示例2：

import org.mariuszgromada.math.mxparser.*;
...
...
Function f = new Function("f(x) = sin(x + pi)/2 + 1");
Expression e = new Expression("f(pi)", f);
mXparser.consolePrintln("Res: " + e.getExpressionString() + " = " + e.calculate());

结果：

[mXparser-v.4.0.0] Res: f(pi) = 1.0

为了更好地理解，请关注mXparser tutorial和mXparser math collection。

祝你好运

Answer 5

在列表中添加另一个选项，我写了Jep Java，它作为open source project on sourceforge获得了很多人气。

它支持表达式解析的所有基本常见任务。但是如果你想自定义它，它还增加了很多可扩展性。许多用户称赞图书馆写得特别好，易于使用。查看sourceforge评论！

这是一个带有单个变量的简单示例：

import com.singularsys.jep.Jep;

Jep jep = new Jep();
jep.addVariable("x", 10);
jep.parse("x+1");
Object result = jep.evaluate();
System.out.println("x + 1 = " + result);

这将打印“x + 1 = 11”。您可以更改变量的值并再次快速评估表达式。

我后来还使用Singular Systems website上的商业许可证提供了该库。

Answer 6

我有一个小足迹但非常有能力的math evaluator完全不受阻碍。

主要功能

基本数学运算符，具有推断的优先级（+ - * × / ÷ % {{1} }）。
带括号的显式优先。
括号内的子表达式的隐式乘法。
纠正指数（权力运算符）的权利相关性。
直接支持以^为前缀的十六进制数字。
常量和变量。
可扩展的功能。
可扩展的运营商。
微小的20 KiB足迹。

这是一个简单的例子，它计算文本显示的子部分的中间列（偏向左侧）。

0x

Answer 7

我已经发布了类似的答案here。我只是想说我已经研究了一个支持数学，布尔值和字符串表达式求值的小库。这是一个小例子：

String expression = "EXP(var)";
ExpressionEvaluator evaluator = new ExpressionEvaluator();
evaluator.putVariable(new Variable("var", VariableType.NUMBER, new BigDecimal(20)));

System.out.println("Value of exp(var) : " + evaluator.evaluate(expression).getValue());

如果您有兴趣，可以访问here。

Answer 8

您可以签出ParserNG，这是一个成熟而又快速的数学表达式解析器，可在编译评估阶段使用。编译阶段解析/理解该表达式。评估阶段可以解决该问题，而且速度非常快。

我称它为解析器，但不仅如此。

它可以评估数学表达式，支持变量和常量的创建和使用，支持自定义函数的内置和创建，可以求解二次方程，联立方程，塔塔格里亚方程（a.x^3+b.x+c=0），还可以通过以下方式求解单个变量中的方程迭代方法（使用多种后备技术），进行基本统计，微积分（包括自己实现的符号微分器，并使用该微分器以给定值吐出导数的数值），求解数值积分。

它还通过Function类处理矩阵，并使用矩阵函数支持各种矩阵运算。

那还不是全部。

作为示例，下面是解析器进行的微分运算：

MathExpression expr = new MathExpression("f(x)=x^3*ln(x); diff(f,3,1)"); 
System.out.println("result: " + expr.solve());

 result: 38.66253179403897

在this stackoverflow answer

中查看有关此信息的更多信息

在Java中评估数学表达式的方法

8 个答案:

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