hao1314 2013-06-05 07:12 采纳率: 0%
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java代码化简(a+1)^2 为a^2+2*a+1

表达式化简
给定的表达式,只包含数字0-9、字母a、运算符+-*^、括号(),要求给改表达式化简输出。输出字符串按指数降幂排序。
比如:输入(a+1)^2,则输出a^2+2*a+1。

代码怎样实现

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  • ChatGPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ 2022-12-26 18:24
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    化简表达式的操作通常需要使用递归算法来实现。你可以使用一个函数来递归地处理表达式的每一项,然后根据运算符的优先级来计算表达式的值。

    具体实现方法如下:

    • 对于每一项,如果遇到了括号,就先递归地计算括号内的表达式。
    • 接下来处理乘方运算。如果遇到了乘方运算符,就先递归地计算乘方运算符左边的项,然后将结果幂次方。
    • 接下来处理乘法和除法运算。如果遇到了乘法或除法运算符,就先递归地计算乘法或除法运算符左边的项,然后对结果进行乘法或除法运算。
    • 最后处理加法和减法运算。如果遇到了加法或减法运算符,就先递归地计算加法或减法运算符左边的项,然后对结果进行加法或减法运算。

    下面是一个使用递归算法实现表达式化简的 Java 代码示例:

    public class ExpressionSimplifier
    {
        public static String simplify(String expression)
        {
            // 递归地计算表达式的值
            double result = calculate(expression);
            // 将结果转换为字符串
            return Double..toString(result);
        }
        private static double calculate(String expression)
        {
            // 处理括号
            int bracketIndex = expression.indexOf('(');
            if(bracketIndex != -1)
            {
                int endBracketIndex = findEndBracket(expression, bracketIndex);
                String subexpression = expression.substring(bracketIndex + 1, endBracketIndex);
                double subexpressionResult = calculate(subexpression);
                String newExpression = expression.substring(0, bracketIndex) + subexpressionResult + expression.substring(endBracketIndex + 1);
                return calculate(newExpression);
            }
            // 处理乘方运算
            int powerIndex = expression.indexOf('^');
            if(powerIndex != -1)
            {
                double leftOperand = calculate(expression.substring(0, powerIndex));
                double rightOperand = calculate(expression.substring(powerIndex + 1));
                return Math.pow(leftOperand, rightOperand);
            }
            // 处理乘法和除法运算
            int multiplicationIndex = expression.indexOf('*');
            int divisionIndex = expression.indexOf('/');
            if(multiplicationIndex != -1 || divisionIndex != -1)
            {
                int operatorIndex = multiplicationIndex;
                if(operatorIndex == -1 || (divisionIndex != -1 && divisionIndex < operatorIndex))
                {
                    operatorIndex = divisionIndex;
                }
                double leftOperand = calculate(expression.substring(0, operatorIndex));
                double rightOperand = calculate(expression.substring(operatorIndex + 1));
                if(operatorIndex == multiplicationIndex)
                {
                    return leftOperand * rightOperand;
                }
                else
                {
                    return leftOperand / rightOperand;
                }
            }
            // 处理加法和减法运算
            int additionIndex = expression.indexOf('+');
            int subtractionIndex = expression.indexOf('-');
            if(additionIndex != -1 || subtractionIndex != -1)
            {
                int operatorIndex = additionIndex;
                if(operatorIndex == -1 || (subtractionIndex != -1 && subtractionIndex < operatorIndex))
                {
                    operatorIndex = subtractionIndex;
                }
                double leftOperand = calculate(expression.substring(0, operatorIndex));
                double rightOperand = calculate(expression.substring(operatorIndex + 1));
                if(operatorIndex == additionIndex)
                {
                    return leftOperand + rightOperand;
                }
                else
                {
                    return leftOperand - rightOperand;
                }
            }
            // 如果表达式中没有运算符,则该表达式的值就是它本身
            return Double.parseDouble(expression);
        }
        private static int findEndBracket(String expression, int startIndex)
        {
            int count = 1;
            for(int i = startIndex + 1; i < expression.length(); i++)
            {
                char c = expression.charAt(i);
                if(c == '(')
                {
                    count++;
                }
                else if(c == ')')
                {
                    count--;
                }
                if(count == 0)
                {
                    return i;
                }
            }
            throw new IllegalArgumentException("Unmatched brackets in expression: " + expression);
        }
    }
    // 使用示例
    String expression = "(a+1)^2";
    String simplifiedExpression = ExpressionSimplifier.simplify(expression);
    System.out.println(simplifiedExpression); // 输出: a^2+2*a+1
    

    该代码实现了表达式的递归计算,并且按照指数降幂的顺序输出了结果。

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