Rechner in Java mit einer Basis von nur Level 10 JavaRush (3Kyu-Aufgabe auf CodeWars)

Ein weiterer Artikel über meine Abenteuer auf CodeWars. Dazu implementieren wir die Funktionalität eines elementaren Taschenrechners: Erstellen Sie einen einfachen Taschenrechner, der eine Zeichenfolge aus Operatoren (), +, -, *, / vorgibt . Ich habe erst mehr als 10 JavaRush-Levels im Gepäck, daher ist der Code ziemlich umständlich, funktioniert aber perfekt. Wie Sie vielleicht bemerkt haben, stammt die Aufgabe von der CodeWars- Website . Ihr Rang ist 3kyu . Ich kann dir den Link in einer privaten Nachricht geben. Hier ist eine unvollständige Liste der Methoden und Prozesse, die mir geholfen haben:

1. Rekursion. Der Prozess, bei dem sich eine Methode selbst aufruft (zum ersten Mal :)), ist in diesem Fall notwendig, um die Klammern zu entfernen.
2. Methoden String'a trim(), split(), substring(), replace().
3. Grundlegende Erhebungsmethoden List.
4. Sowie Typkonvertierung Doublevon Stringund nach.

Im Prinzip reicht das aus. Bevor ich zum Code selbst übergehe, erzähle ich Ihnen, auf welche Fallstricke ich gestoßen bin. Zum größten Teil ist dies die Reihenfolge, in der Berechnungen durchgeführt werden. Zuerst habe ich ein Standardschema erstellt * > / > + > -, aber mir wurde klar, dass das Programm beispielsweise mit dieser Option 12/6 * 32/2zuerst eine Multiplikation ( ) durchführt 6*32und alles bergab geht. Die Reihenfolge sah also so aus: * > / > + > -. Nach ein paar weiteren Stunden stieß ich auf den größten Kieselstein – -. In verschiedenen Positionen und mit unterschiedlichen Kombinationen veränderte er ALLES . (Das ist natürlich meine Schuld, denn zum Beispiel: -34liegt nicht in einer Zelle der Liste, sondern in zwei: in der einen, - in der anderen, 34). Aus diesem Grund mussten wir in den Berechnungen mit zwei zusätzliche Logiken schreiben -, im Allgemeinen sehen Sie dies im Code. Ich entschuldige mich für die unnötigen Kommentare im Code, ich wollte meinen Gedankengang so weit wie möglich offenlegen und erklären, was dort passiert.

import java.util.*;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        String num = "2 / ( ( 2 + 0 ) * 1 ) - 6";
        System.out.println(evaluate(num));
    }

    public static Double evaluate(String expression) {

//  Этап 1
//  На данном этапе преобразуем нашу строку в список строк, через совмещение цикла for-each и метода split(),
//  также используем метод trim(), чтобы избавиться от пробелов по краям.
//  Обратите внимание, что каждым вторым элиментом я добавляю " ". Для того, чтобы потом мне было легче работать со строкой

        List<string> strList = new ArrayList<>();
        for (String listElement : expression.trim().split(" ")) {
            strList.add(listElement);
            strList.add(" ");
        }
        strList.remove(strList.size() - 1);
//        for (String x : strList) System.out.print(x + "");
//        System.out.println();
//        После того, Wie дочитаете Code до конца, расскоментируйте две верхние строчки
//        и посмотрите Wie работает рекрусия

//  Этап 2
//  Производим поиск символа "(" в списке если находим, то преобразуем все символы от '(' до последнего ')' в строку.
//  Надо быть внимательными и проверить на случай двух контрукций: 1) (())  2) ()().
//  P.S. После получения строки мы используем РЕКУРСИЮ (метод вызывает сам себя). Таким образом будем находить произведение скобок.

        if (strList.indexOf("(") != -1) {
//          Если "(" обнаружен, ищем подходящую конструкцию используя цикл.

            for (int i = strList.indexOf("(") + 1; i < strList.size() - 1; i++) {
//
//              Конструкция 1: первым элиментом, который мы отыскали были вторые "("
                String recursion = "";
                if (strList.get(i).equals("(")) {
                    for (int j = i; j < strList.lastIndexOf(")"); j++) {
                        recursion += strList.get(j);
                    }
                    // сверху считывали последовательность находящуюся в скобках (()) До lastIndex Element
                    String test = expression.substring(expression.indexOf("("), expression.lastIndexOf(")") + 1);
                    // test - последовательность Wie и сверху, но с добавлением скобок по краям

                    // т.к. наш метод evaluate() возвращает Double, мы должны преобразовать результат рекрусии в String;
                    String testRecursion = String.valueOf(evaluate(recursion));
                    expression = expression.replace(test, testRecursion);
                    // преобразовали нашу строку с использование рекруси. Избавoderсь от первых скобок
                    strList.removeAll(strList);
                    for (String newElement : expression.trim().split(" ")) {
                        strList.add(newElement);
                        strList.add(" ");
                    }
                    // Тут очищаем наш список и сново его заполняем (но уже раскрыв первые скобки)
                }

//                Конструкция 2: первым элиментом, который мы отыскали был  ")"
                String recursion2 = "";
                if (strList.get(i).equals(")")) {

                    for (int j = strList.indexOf("(") + 1; j < strList.indexOf(")"); j++) {
                        recursion2 += strList.get(j);
                    }
                    String test2 = expression.substring(expression.indexOf("("), expression.lastIndexOf(")") + 1);
                    String testRecursion2 = String.valueOf(evaluate(recursion2));
                    expression = expression.replace(test2, testRecursion2);
                    for (String newElement : expression.trim().split(" ")) {
                        strList.add(newElement);
                        strList.add(" ");
                    }
                    // Тут повторoder тот же алгоритм, что и в первой конструкции
                }
            }
        }

//  Этап 3
//  Заключительный этап на котором мы будем реализовывать сами вычесления (*/-+)
//  Всю реализацию помещаем в цикл while ( который прекратиться, если все действия будут выполнены (соответственно в списке останется 1 элемент)).
//  Внимательно посмотрите на порядок операций: 1)/ 2)* 3)- 4)+

//        System.out.println(expression + "-------expression-");
//        System.out.println();
        // создаем очередной список для реализации вычеслений, на этот раз без добавления " ".
        List<string> stringList2 = new ArrayList<>();
        for (String element : expression.trim().split(" ")) {
            stringList2.add(element);
        }


        while (stringList2.size() != 0) {
//          работаем со списком: глубоком этапе рекрусии обрабатываем:  (2+0)
//          на среднем: 1 * 1  "oder вот этой части уравнения "( ( 2 + 0 ) * 1 ) "
//          Посмтортите сами
//            for (String x : stringList2) System.out.print(x );
//            System.out.println();

            // наш Double :) Также стоит обратить внимание, что для получения класса обертки мы используем не
            // Double.parseDouble() а Double.valueOf()
             Double result = 0d;

//  Сами алгоритмы вычеслений, впринципе понятны, поэтому не буду их комментировать.
//  Однако обратите внимание на очередность, особенно при вычетании (там anstatt 1 условия, 3)
//  Если что в комментариях под постом немного объясню, если кто-нибудь дочитает до сюда и у него будет желание)
            if (stringList2.indexOf("/") != -1) {
                int index = stringList2.indexOf("/");
                result = Double.valueOf(stringList2.get(index - 1)) / Double.valueOf(stringList2.get(index + 1));
                stringList2.add(index - 1, String.valueOf(result));
                stringList2.remove(index + 2);
                stringList2.remove(index + 1);
                stringList2.remove(index);
            }
            else if (stringList2.indexOf("*") != -1) {
                int index = stringList2.indexOf("*");
                result = Double.valueOf(stringList2.get(index - 1)) * Double.valueOf(stringList2.get(index + 1));
                stringList2.add(index - 1, String.valueOf(result));
                stringList2.remove(index + 2);
                stringList2.remove(index + 1);
                stringList2.remove(index);
            }
            else if (stringList2.indexOf("-") != -1) {
                int index = stringList2.indexOf("-");
                int lastIndex = stringList2.lastIndexOf("-");
                if (index == 0) {
                    result = 0.0 - Double.valueOf(stringList2.get(index + 1));
                    stringList2.add(0, String.valueOf(result));
                    stringList2.remove(2);
                    stringList2.remove(1);
                }
                else if ((lastIndex-2>0) && (stringList2.get(lastIndex-2).equals("-"))){
                    result = Double.valueOf(stringList2.get(lastIndex + 1)) + Double.valueOf(stringList2.get(lastIndex - 1));
                    stringList2.add(lastIndex - 1, String.valueOf(result));
                    stringList2.remove(lastIndex + 2);
                    stringList2.remove(lastIndex + 1);
                    stringList2.remove(lastIndex);
                }
                else {
                    result = Double.valueOf(stringList2.get(index - 1)) - Double.valueOf(stringList2.get(index + 1));
                    stringList2.add(index - 1, String.valueOf(result));
                    stringList2.remove(index + 2);
                    stringList2.remove(index + 1);
                    stringList2.remove(index);
                }
            }
            else if (stringList2.indexOf("+") != -1) {
                int index = stringList2.indexOf("+");
                result = Double.valueOf(stringList2.get(index - 1)) + Double.valueOf(stringList2.get(index + 1));
                stringList2.add(index - 1, String.valueOf(result));
                stringList2.remove(index + 2);
                stringList2.remove(index + 1);
                stringList2.remove(index);
            }

            // Вот тут все немного коряво. (На всякий случий проверял отсутствие (*/+-))
            if ((stringList2.indexOf("*") == -1) && (stringList2.indexOf("/") == -1) && (stringList2.indexOf("+") == -1) && (stringList2.indexOf("-") == -1)) {
                return result;
            }
        }
        return Double.valueOf(stringList2.get(0));
    }
}
</string></string>

Vielen Dank an alle, die gelesen und einen Kommentar hinterlassen haben. Wenn es Kommentare gibt, und höchstwahrscheinlich gibt es solche, würde ich mich freuen, sie zu hören.)