Java数学表达式解析器可以将复数作为变量？

https://stackoverflow.com/questions/1446466

22-07-2019
|

题

我正在写一个程序加工转换复数。但是，我想要一种获取输入字符串并使用复杂变量计算转换的方法。例如：

1/(z+1)
(z^2)/(z/2)

其中 z 是复数。现在，我看了 JEP 和一些例子, ，但我无法确定它是否允许您实际输入 z 作为变量（并且在任何情况下它都不是免费的）。是否有一个 Java 表达式解析器（在处理中工作，它使用旧版本的 java 并且没有泛型）可以用来执行此操作？

如果没有，有人可以告诉我如何创建一个的基础知识吗？

解决方案

正如菲洛提到的，可以使用泛型。尝试这种处理草图：

import java.util.*;
java.util.List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
textFont(loadFont("UMingCN-30.vlw"));
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
  text(list.get(i), 5, int(i*30)+30);
}

和有可用JEP（GPL）的非商业版本。下载的此处并将其添加到您的类路径的处理（导入）。成功地这样做之后，你可以使用JEP这样的：

void setup() {
  org.nfunk.jep.JEP parser = new org.nfunk.jep.JEP();
  parser.addComplex();
  try {
    parser.parseExpression("(1+2*i) + (3+8*i)");
    println(parser.getComplexValue());
  } catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

产生的（预期）输出：（4.0，10.0）

其他提示

有一个看看这个： http://bracer.sourceforge.net 这是我实现分流码的算法和这个解析器支持复数。

如果由于某种原因，你需要比更大的灵活性“罐头”到目前为止提出复杂的数学表达式解析器（=超过运营商，优先级，树构建完全控制），你可能要考虑我的配置解析器：

https://github.com/stefanhaustein/expressionparser

为您的情况下实施例直接评价代码：

static HashMap<String, Complex> variables = new HashMap<>();

/**
 * Processes the calls from the parser directly to a Complex value.
 */
static class ComplexProcessor extends ExpressionParser.Processor<Complex> {
  @Override
  public Complex infixOperator(ExpressionParser.Tokenizer tokenizer, String name, Complex left, Complex right) {
    switch (name.charAt(0)) {
      case '+': return left.plus(right);
      case '-': return left.minus(right);
      case '*': return left.times(right);
      case '/': return left.divides(right);
      case '^':
        if (right.im() != 0 || right.re() == (int) right.re()) {
          return left.pow((int) right.re());
        }
        throw new RuntimeException("Only integer exponents supported by Complex.pow().");
      default:
        throw new IllegalArgumentException();
    }
  }

  @Override
  public Complex prefixOperator(ExpressionParser.Tokenizer tokenizer, String name, Complex argument) {
    return name.equals("-") ? new Complex(0,0).minus(argument) : argument;
  }

  @Override
  public Complex numberLiteral(ExpressionParser.Tokenizer tokenizer, String value) {
    return new Complex(Double.parseDouble(value), 0);
  }

  @Override
  public Complex identifier(ExpressionParser.Tokenizer tokenizer, String name) {
    Complex value = variables.get(name);
    if (value == null) {
      throw new IllegalArgumentException("Undeclared variable: " + name);
    }
    return value;
  }

  @Override
  public Complex group(ExpressionParser.Tokenizer tokenizer, String paren, List<Complex> elements) {
    return elements.get(0);
  }

  /**
   * Creates a parser for this processor with matching operations and precedences set up.
   */
  static ExpressionParser<Complex> createParser() {
    ExpressionParser<Complex> parser = new ExpressionParser<Complex>(new ComplexProcessor());
    parser.addCallBrackets("(", ",", ")");
    parser.addGroupBrackets("(", null, ")");
    parser.addOperators(ExpressionParser.OperatorType.INFIX_RTL, 4, "^");
    parser.addOperators(ExpressionParser.OperatorType.PREFIX, 3, "+", "-");
    // 2 Reserved for implicit multiplication
    parser.addOperators(ExpressionParser.OperatorType.INFIX, 1, "*", "/");
    parser.addOperators(ExpressionParser.OperatorType.INFIX, 0, "+", "-");
    return parser;
  }
}

实施例调用：

  variables.put("i", new Complex(0, 1));
  variables.put("z", new Complex(1, 1));

  ExpressionParser<Complex> parser = ComplexProcessor.createParser();
  System.out.println("(z^2)/(z/2):", parser.parse("(z^2)/(z/2)"));

解析器本身是在一个单一的的java文件没有依赖关系，因此对于评估目的很简单复制到自己的项目。

我将（和有，实际上）手动进行解析表，并使用简单的LR或LALR解析器来处理它。在减少，你可以进行计算。一个优点是，它很容易修改的“语言”，还是可以接受输入。

下面是疯了解决方案：Java有内置的JavaScript引擎（我想你可以从加工访问）。现在，你编写与复数工作的JavaScript类（从复制这里）。然后，过载数学运算符作为规定此处。之后，你可以只EVAL从Java此字符串。这太疯狂了，我不知道它会工作（我不知道的JavaScript）。也许这会让找一些simplier解决方案，无需解析表达式。

以下是直接数学表达式解析器的链接（64 行）： http://javadots.blogspot.com/2008/11/arithemetic-expressions-solver-in-64.html

调整它来支持您的需求应该不会太困难

使用阿帕奇通用数学的。这是非常容易使用。

可以初始化既实+虚部。您也可以从一个字符串初始化。它支持广泛，可以用虚数做操作的阵列。

下面是用于做一些常见的操作码的示例：

package complex;
import static java.lang.String.format;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import org.apache.commons.math3.complex.Complex;
import org.apache.commons.math3.complex.ComplexFormat;
public class Do 
{
    public static void main(String[] args) 
{
     ComplexFormat format = new ComplexFormat();
    Complex lhs = new Complex(1.0, 3.0);
    Complex rhs = new Complex(2.0, 5.0);

    Complex answer = lhs.add(rhs);       // add two complex numbers
    System.out.println("Add : "+ format.format(answer));
    answer = lhs.subtract(rhs);  // subtract two complex numbers
    System.out.println("Subtract : "+ format.format(answer));
    answer = lhs.conjugate();
    System.out.println("Conjgate : "+ format.format(answer));
    double d = lhs.abs();
    System.out.println("Absolute : "+d);
    Complex first  = new Complex(1.0, 3.0);
    Complex second = new Complex(2.0, 5.0);

    answer = first.log();        // natural logarithm.
            System.out.println("Logarithm : "+ format.format(answer));
    answer = first.cos();        // cosine
            System.out.println("Cosine : "+ format.format(answer));
    answer = first.pow(second);  // first raised to the power of second
            System.out.println("Power : "+ format.format(answer));

            Complex z = new Complex(2.0,2.0);
            Complex z1 = z.reciprocal();
            System.out.println("Recipocal : "+ format.format(z1));

            System.out.println("Absoltue of 2+2i is "+z.abs());
            System.out.println("Argument of 2+2i is "+z.getArgument());

    Complex r = new Complex(6.3,9.6);
    String conj = format.format(r.conjugate());
    String reci = format.format(r.reciprocal());

    System.out.println("Conjugate : "+conj+" Recipocal : "+reci);

    //answer = lhs.abs();          // absolute value
    //answer = lhs.conjugate(rhs); // complex conjugate

    //make complex to string

    ComplexFormat format = new ComplexFormat(); // default format
    Complex c = new Complex(1.1111, 2.2222);
    String s = format.format(c); // s contains "1.11 + 2.22i"
    System.out.println(s);

    //make string to complex

    String z = "2.5+3.6i";
    Complex e = format.parse(z);
    System.out.println(e);

}    
}

另一种选择是冒牌货时，如果你想的另一种选择。

许可以下： CC-BY-SA 和归因

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