מחשבון ב-Java עם בסיס של lvl 10 JavaRush בלבד (אתגר 3Kyu ב-CodeWars)

מאמר נוסף על הרפתקאותיי ב-CodeWars. לשם כך אנו מיישמים את הפונקציונליות של מחשבון אלמנטרי: צור מחשבון פשוט שנתון למחרוזת אופרטורים (), +, -, *, / . יש לי רק 10+ רמות של JavaRush מתחת לחגורה, כך שהקוד די מסורבל, אבל הוא מתפקד בצורה מושלמת. המשימה, כפי שאולי שמתם לב, היא מאתר CodeWars . הדרגה שלה היא 3קיו . אני יכול לתת לך את הקישור בהודעה פרטית. הנה רשימה חלקית של שיטות ותהליכים שעזרו לי:

1. רקורסיה. התהליך שבו מתודה קוראת לעצמה (בפעם הראשונה בה משתמשים בה :)) נחוץ במקרה זה כדי להיפטר מהסוגריים.
2. שיטות Stringא trim(), split(), substring(), replace().
3. שיטות איסוף בסיסיות List.
4. כמו גם המרת סוג Doubleאל Stringוממנו.

באופן עקרוני זה מספיק. לפני שנעבור לקוד עצמו, אספר לכם באילו מלכודות נתקלתי. לרוב, זה הסדר שבו מתבצעים חישובים, בהתחלה עשיתי סכמה סטנדרטית * > / > + > -, אבל הבנתי שלמשל עם האפשרות הזו: 12/6 * 32/2התוכנית תבצע תחילה כפל ( 6*32) והכל ילך למטה, אז הסדר נעשה כך: * > / > + > -. לאחר שעתיים נוספות נתקלתי בחלוק הנחל הגדול ביותר - -. בתפקידים שונים ובשילובים שונים, הוא שינה הכל . (זו, כמובן, אשמתי, כי, למשל: -34, לא נמצא בתא אחד של הרשימה, אלא בשניים: באחד, - באחר, 34). בגלל זה, היינו צריכים לכתוב 2 היגיון נוסף בחישובים עם -, באופן כללי, אתה תראה את זה בקוד. אני מתנצל על ההערות המיותרות בקוד, רציתי לחשוף את הלך המחשבה שלי כמה שיותר ולהסביר מה קורה שם.

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, How дочитаете code до конца, расскоментируйте две верхние строчки
//        и посмотрите How 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 How 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. Избавorсь 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 повторor 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  "or 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 instead of 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>

תודה לכל מי שקרא והשאיר תגובה) אם יש הערות, וסביר להניח שיש, אשמח לשמוע)