在改進一個關于合同的項目時，有個需求，就是由于合同中非數據項的計算公式會根據年份而進行變更，而之前是將公式硬編碼到系統中的，只要時間一變，系統就沒法使用了，因此要求合同中各個非基礎數據的項都能自定義公式，根據設置的公式來自動生成報表和合同中的數據。 顯然定義的公式都是以字符串來存儲到數據庫的，可是java中沒有這種執行字符串公式的工具或者類，而且是公式可以嵌套一個中間公式。比如：基礎數據dddd是56，而一個公式是依賴dddd的，eeee=dddd*20,而最終的公式可能是這樣：eeee*-12+13-dddd+24。可知eeee是一個中間公式，所以一個公式的計算需要知道中間公式和基礎數據。 這好像可以使用一個解釋器模式來解決，但是我沒有成功，因為括號的優先級是一個棘手的問題，后來又想到可以使用freemarker類似的模板引擎或者java6之后提供的ScriptEngine 腳本引擎，做了個實驗，腳本引擎可以解決，但是這限制了必須使用java6及以上的版本。最終功夫不負有心人，終于找到了完美解決方案，即后綴表達式。我們平時寫的公式稱作中綴表達式，計算機處理起來比較困難，所以需要先將中綴表達式轉換成計算機處理起來比較容易的后綴表達式。 將中綴表達式轉換為后綴表達式具體算法規則：見后綴表達式 a.若為 '('，入棧； b.若為 ')'，則依次把棧中的的運算符加入后綴表達式中，直到出現'('，從棧中刪除'(' ； c.若為 除括號外的其他運算符 ，當其優先級高于棧頂運算符時，直接入棧。否則從棧頂開始，依次彈出比當前處理的運算符優先級高和優先級相等的運算符，直到一個比它優先級低的或者遇到了一個左括號為止。 ·當掃描的中綴表達式結束時，棧中的的所有運算符出棧； 我們提出的要求設想是這樣的： 復制代碼 代碼如下: public class FormulaTest { @Test public void testFormula() { //基礎數據 Map<String, BigDecimal> values = new HashMap<String, BigDecimal>(); values.put("dddd", BigDecimal.valueOf(56d)); //需要依賴的其他公式 Map<String, String> formulas = new HashMap<String, String>(); formulas.put("eeee", "#{dddd}*20"); //需要計算的公式 String expression = "#{eeee}*-12+13-#{dddd}+24"; BigDecimal result = FormulaParser.parse(expression, formulas, values); Assert.assertEquals(result, BigDecimal.valueOf(-13459.0)); } } 以下就是解決問題的步驟： 1、首先將所有中間變量都替換成基礎數據 FormulaParser的finalExpression方法會將所有的中間變量都替換成基礎數據,就是一個遞歸的做法 復制代碼 代碼如下: public class FormulaParser { /** * 匹配變量占位符的正則表達式 */ private static Pattern pattern = Pattern.compile("//#//{(.+?)//}"); /** * 解析公式，并執行公式計算 * * @param formula * @param formulas * @param values * @return */ public static BigDecimal parse(String formula, Map<String, String> formulas, Map<String, BigDecimal> values) { if (formulas == null)formulas = Collections.emptyMap(); if (values == null)values = Collections.emptyMap(); String expression = finalExpression(formula, formulas, values); return new Calculator().eval(expression); } /** * 解析公式，并執行公式計算 * * @param formula * @param values * @return */ public static BigDecimal parse(String formula, Map<String, BigDecimal> values) { if (values == null)values = Collections.emptyMap(); return parse(formula, Collections.<String, String> emptyMap(), values); } /** * 解析公式，并執行公式計算 * * @param formula * @return */ public static BigDecimal parse(String formula) { return parse(formula, Collections.<String, String> emptyMap(), Collections.<String, BigDecimal> emptyMap()); } /** * 將所有中間變量都替換成基礎數據 * * @param expression * @param formulas * @param values * @return */ private static String finalExpression(String expression, Map<String, String> formulas, Map<String, BigDecimal> values) { Matcher m = pattern.matcher(expression); if (!m.find())return expression; m.reset(); StringBuffer buffer = new StringBuffer(); while (m.find()) { String group = m.group(1); if (formulas != null && formulas.containsKey(group)) { String formula = formulas.get(group); m.appendReplacement(buffer, '(' + formula + ')'); } else if (values != null && values.containsKey(group)) { BigDecimal value = values.get(group); m.appendReplacement(buffer,value.toPlainString()); }else{ throw new IllegalArgumentException("expression '"+expression+"' has a illegal variable:"+m.group()+",cause veriable '"+group+"' not being found in formulas or in values."); } } m.appendTail(buffer); return finalExpression(buffer.toString(), formulas, values); } } 2、將中綴表達式轉換為后綴表達式 Calculator的infix2Suffix將中綴表達式轉換成了后綴表達式 3、計算后綴表達式 Calculator的evalInfix計算后綴表達式 復制代碼 代碼如下:
