複素数を変数として取ることができるJava数学式パーサー？

https://stackoverflow.com/questions/1446466

22-07-2019
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質問

複素数を変換するプログラムを処理で作成しています。ただし、入力文字列を取得し、複雑な変数を使用して変換を計算する方法が必要です。例：

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

ここで、zは複素数です。今、私はJEPといくつかの例を見ましたが、これにより、実際に変数としてzを入力することができます（いずれにしても、無料ではありません）。これを行うために使用できるJava用の式パーサー（古いバージョンのjavaを使用し、ジェネリックを持たない処理で動作する）はありますか？

ない場合、誰かが私にそれを作成する方法の基本を教えてもらえますか？

解決

PhiLoで述べたように、ジェネリックを使用できます。この処理スケッチをお試しください：

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);
}

そして、JEPの非商用バージョンが利用可能です（GPL）。ダウンロード

他のヒント

こちらをご覧ください： http://bracer.sourceforge.net それは私のシャンティングヤードの実装ですアルゴリズムとこのパーサーは複素数をサポートしています。

何らかの理由で「缶詰」よりも柔軟性が必要な場合これまでに提案された複雑な数学式パーサー（=演算子の完全な制御、優先順位、ツリー構築）、私の構成可能なパーサーを検討することができます：

https://github.com/stefanhaustein/expressionparser

ケースの直接評価コードの例：

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;
  }
}

呼び出しの例：

  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)"));

パーサー自体は、単一の javaファイルは依存関係がないため、評価目的で独自のプロジェクトにコピーするのは簡単です

私は（実際に）解析テーブルを手動で作成し、単純なLRまたはLALRパーサーを使用して処理します。削減では、計算を実行できます。これの利点の1つは、「言語」または受け入れ可能な入力を簡単に変更できることです。

これはクレイジーなソリューションです。javaにはJavaScriptエンジンが組み込まれています（Processingからアクセスできると思います）。次に、複素数で動作するjavascriptクラスを記述します（からコピーします）ここ）。次に、ここで指定されたとおりに、数学演算子をオーバーロードします。この文字列をJavaから評価することができます。それはクレイジーであり、それが機能するかどうかはわかりません（javascriptがわかりません）。式を解析せずに、より簡単な解決策を見つけることができるかもしれません。

これは、簡単な数学式パーサーへのリンクです（64行）： http://javadots.blogspot.com/2008/11/arithemetic-expressions-solver-in-64.html

ニーズをサポートするために微調整するのはそれほど難しくないはずです

Apache Common Math を使用します。使い方はとても簡単です。

実数部と虚数部の両方を初期化できます。文字列から初期化することもできます。虚数を使用して実行できるさまざまな操作をサポートしています。

一般的な操作を行うためのコードの例を次に示します。

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);

}    
}

別のオプションが必要な場合は、別の選択肢として FrAid があります。

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