Kalkulator w Javie z bazą tylko 10 lvl JavaRush (zadanie 3Kyu na CodeWars)

Kolejny artykuł o moich przygodach w CodeWars. W tym celu implementujemy funkcjonalność elementarnego kalkulatora: Tworzymy prosty kalkulator, który podaje ciąg operatorów (), +, -, *, / . Mam na swoim koncie tylko ponad 10 poziomów JavaRush, więc kod jest dość uciążliwy, ale działa doskonale. Zadanie, jak być może zauważyłeś, pochodzi ze strony internetowej CodeWars . Jej ranga to 3kyu . Link mogę podać w wiadomości prywatnej. Oto częściowa lista metod i procesów, które mi pomogły:

1. Rekurencja. Proces wywołania metody (pierwsze użycie :)) jest w tym przypadku niezbędny, aby pozbyć się nawiasów.
2. Metody String'a trim(), split(), substring(), replace().
3. Podstawowe metody zbierania List.
4. Jak również konwersja typów Doubledo Stringi z.

W zasadzie to wystarczy. Zanim przejdę do samego kodu, opowiem, na jakie pułapki się natknąłem. Przeważnie taka jest kolejność wykonywania obliczeń, na początku zrobiłem standardowy schemat * > / > + > -, ale zdałem sobie sprawę, że np. przy tej opcji: 12/6 * 32/2, program najpierw wykona mnożenie ( 6*32) i wszystko pójdzie w dół, więc kolejność wyglądała następująco: * > / > + > -. Po kolejnych kilku godzinach natknąłem się na największy kamyk - -. W różnych pozycjach i przy różnych kombinacjach zmieniał WSZYSTKO . (To oczywiście moja wina, bo np.: -34, leży nie w jednej komórce listy, ale w dwóch: w jednej, - w drugiej, 34). Z tego powodu musieliśmy napisać 2 dodatkowe logiki w obliczeniach za pomocą -, ogólnie rzecz biorąc, zobaczysz to w kodzie. Przepraszam za niepotrzebne komentarze w kodzie, chciałem jak najbardziej ujawnić mój tok myślenia i wyjaśnić, co się tam dzieje.

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, Jak дочитаете kod до конца, расскоментируйте две верхние строчки
//        и посмотрите Jak 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 Jak 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. ИзбавLubсь 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 повторLub 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  "Lub 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 zamiast 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>

Dziękuję wszystkim, którzy przeczytali i zostawili komentarz) Jeśli są jakieś komentarze, a najprawdopodobniej są, chętnie je usłyszę)