內容: 前幾天要做一個計算數學表達式的題目,本來計劃使用解析表達式的方法來解析各種數學表達式,然后再動態計算表達式的值.后來考慮到這樣編程的任務很重,時間有限 后來在網上搜搜,看到使用動態編譯并使用反射機制 ,這樣計算表達式的編程就容易多了.下面是我這次編程的例子, 請大家看看.01 /*02 * Created on 2006-3-803 * @author icerain 我的Blog: http://blog.matrix.org.cn/page/icess04 */05 06 public interface IOperator {07 String SIN = 'sin';08 String COS = 'cos';09 String TAN = 'tan';10 String ASIN = 'asin';11 String ACOS = 'acos';12 String ATAN = 'atan';13 String EXP = 'exp';14 String LOG = 'log';15 String POW = 'pow';16 String SQRT = 'sqrt';17 String FABS = 'fabs';18 String MINUS = 'minus';19 20 String J_SIN = 'Math.sin';21 String J_COS = 'Math.cos';22 String J_TAN = 'Math.tan';23 String J_ASIN = 'Math.asin';24 String J_ACOS = 'Math.acos';25 String J_ATAN = 'Math.atan';26 String J_EXP = 'Math.exp';27 String J_LOG = 'Math.log10';28 String J_POW = 'Math.pow';29 String J_SQRT = 'Math.sqrt';30 String J_FABS = 'Math.abs';31 32 } 定義一個接口, 用來轉換各種數學符號為Java類庫中的表達式.下面是用來計算的代碼.001 /*002 * Created on 2006-3-7003 * @author icerain 我的Blog: http://blog.matrix.org.cn/page/icess004 */005 //package hust.icess.simpson;006 007 008 import java.util.logging.Level;009 010 import java.io.*;011 import java.lang.reflect.Method;012 import java.util.Scanner;013 import java.util.logging.Logger;014 015 016 import com.sun.tools.javac.*;017 /**018 * 利用Simpson公式計算積分,在輸入被積公式時候請注意使用如下格式.019 * 1.只使用圓括號() , 沒有別的括號可以使用.如: 1/(1+sin(x))020 * 2.在輸入超越函數的時候,變量和數值用括號擴起來 如:sin(x) 而不要寫為 sinx021 * 3.在兩個數或者變量相乘時候,不要省略乘號* 如:2*a 不要寫為 2a022 * 4.在寫冪運算的時候,請使用如下格式: 023 * 利用動態編譯來計算Simpson積分,使用該方法 編程相對簡單,運行效率有點慢.024 * @author icerain025 *026 */027 public class Simpson implements IOperator {028 /**029 * Logger for this class030 */031 private static final Logger logger = Logger.getLogger(Simpson.class032 .getName());033 034 private String expression = null;035 036 private String variable = null;037 038 private String[] variableValue = new String[3];039 040 // private static Main javac = new Main();041 042 /**主函數 */043 public static void main(String[] args) throws Exception {044 Simpson sim = new Simpson();045 System.out.println('結果如下:');046 System.out.print(sim.getSimpsonValue());047 System.exit(0);048 049 }050 051 public Simpson() {052 logger.setLevel(Level.WARNING);053 init();054 }055 056 /** 初始化用戶輸入,為技術Simpson積分做準備. */057 private void init() {058 Scanner scanner = new Scanner(System.in);059 System.out.println('請輸入函數表達式 如 1+sin(a) + cos(a)/a :');060 // String input = scanner.nextLine();061 //讀入被積函數的表達式062 expression = scanner.nextLine().trim().toLowerCase();063 System.out.println('請輸入變量字符 如 a :');064 //讀入變量字符065 variable = scanner.nextLine().trim().toLowerCase();066 067 //處理多元函數 目前不實現該功能068 // String[] tempVars = tempVar.split(' ');069 // for(int i = 0; i < tempVars.length; i ++) {070 // variable[i] = tempVars[i];071 // }072 073 System.out.println('請輸入積分區間和結點數 如 2 5.4 10 :');074 //讀取復合Simpson公式的積分參數075 String tempValue = scanner.nextLine().trim();076 String[] tempValues = tempValue.split(' ');077 for (int i = 0; i < tempValues.length; i++) {078 variableValue[i] = tempValues[i];079 }080 081 }082 083 /** 計算 Simpson積分的值*/084 public double getSimpsonValue() {085 //保存中間結果086 double value1 = 0;087 double value2 = 0;088 double tempValue = 0;089 int i = 0;090 // 解析輸入的積分參數值091 int n = Integer.parseInt(variableValue[2]);092 double a = Double.parseDouble(variableValue[0]);093 double b = Double.parseDouble(variableValue[1]);094 double h = (b - a) / n;095 //計算value1096 for (i = 0; i < n; i++) {097 tempValue = a + (i + 0.5) * h;098 String code = getSourceCode(expression, getVariable(), Double099 .toString(tempValue));100 try {101 value1 += run(compile(code));102 } catch (Exception e) {103 // TODO Auto-generated catch block104 e.printStackTrace();105 106 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {107 logger.info('something is wrong');108 }109 }110 }111 //計算value2112 for (i = 1; i < n; i++) {113 tempValue = a + i * h;114 String code = getSourceCode(expression, getVariable(), Double115 .toString(tempValue));116 try {117 value2 += run(compile(code));118 } catch (Exception e) {119 // TODO Auto-generated catch block120 e.printStackTrace();121 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {122 logger.info('something is wrong');123 }124 }125 }126 127 //計算f(a) f(b) 的函數值128 double valueA = getFunctionValue(a);129 double valueB = getFunctionValue(b);130 //計算Simpson公式的值131 double resultValue = (valueA + valueB + 4 * value1 + 2 * value2) * h / 6;132 133 return resultValue;134 }135 136 //計算F(a) 的值137 private double getFunctionValue(double varValue) {138 String code = getSourceCode(expression, getVariable(), Double139 .toString(varValue));140 double result = 0;141 try {142 result = run(compile(code));143 } catch (Exception e) {144 // TODO Auto-generated catch block145 e.printStackTrace();146 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {147 logger.info('something is wrong');148 }149 }150 return result;151 }152 153 /** 154 * 得到用戶輸入表達式轉換為Java中的可計算表達式的函數155 * @param ex 輸入的表達式 如: 1/(1 + sin(x)) 156 * @param var 表達式中的變量 如: x157 * @param value 變量的取值 如: 4.3158 * @return Java中可以直接計算的表達式 如: 1/(1 + Math.sin(x))159 */160 private String getSourceCode(String ex, String var, String value) {161 String expression = ex;162 //計算多個變量的函數的時候使用163 164 expression = expression.replaceAll(var, value);165 166 //處理數學符號167 if (expression.contains(SIN)) {168 expression = expression.replaceAll(SIN, J_SIN);169 } else if (expression.contains(COS)) {170 expression = expression.replaceAll(COS, J_COS);171 } else if (expression.contains(TAN)) {172 expression = expression.replaceAll(TAN, J_TAN);173 } else if (expression.contains(ASIN)) {174 expression = expression.replaceAll(ASIN, J_ASIN);175 } else if (expression.contains(ACOS)) {176 expression = expression.replaceAll(ACOS, J_ACOS);177 } else if (expression.contains(ATAN)) {178 expression = expression.replaceAll(ATAN, J_ATAN);179 } else if (expression.contains(EXP)) {180 expression = expression.replaceAll(EXP, J_EXP);181 } else if (expression.contains(LOG)) {182 expression = expression.replaceAll(LOG, J_LOG);183 } else if (expression.contains(POW)) {184 expression = expression.replaceAll(POW, J_POW);185 } else if (expression.contains(SQRT)) {186 expression = expression.replaceAll(SQRT, J_SQRT);187 } else if (expression.contains(FABS)) {188 expression = expression.replaceAll(FABS, J_FABS);189 }190 191 return expression;192 }193 194 /** 編譯JavaCode，返回java文件*/195 private synchronized File compile(String code) throws Exception {196 File file;197 // 創建一個臨時java源文件198 file = File.createTempFile('JavaRuntime', '.java', new File(System199 .getProperty('user.dir')));200 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {201 logger.info(System.getProperty('user.dir'));202 }203 // 當Jvm 退出時 刪除該文件204 file.deleteOnExit();205 // 得到文件名和類名206 String filename = file.getName();207 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {208 logger.info('FileName: ' + filename);209 }210 String classname = getClassName(filename);211 // 將代碼輸出到源代碼文件中212 PrintWriter out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file));213 // 動態構造一個類,用于計算214 out.write('public class ' + classname + '{'215 + 'public static double main1(String[] args)' + '{');216 out.write('double result = ' + code + ';');217 //用于調試218 //out.write('System.out.println(result);');219 out.write('return new Double(result);');220 out.write('}}');221 //關閉文件流222 out.flush();223 out.close();224 //設置編譯參數225 String[] args = new String[] { '-d', System.getProperty('user.dir'),226 filename };227 //調試228 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {229 logger.info('編譯參數: ' + args[0]);230 }231 //Process process = Runtime.getRuntime().exec('javac ' + filename);232 int status = Main.compile(args);233 //輸出運行的狀態碼.234 // 狀態參數與對應值 235 // EXIT_OK 0 236 // EXIT_ERROR 1 237 // EXIT_CMDERR 2 238 // EXIT_SYSERR 3 239 // EXIT_ABNORMAL 4240 if (logger.isLoggable(Level.INFO)) {241 logger.info('Compile Status: ' + status);242 }243 //System.out.println(process.getOutputStream().toString());244 return file;245 }246 247 /**248 * 運行程序 如果出現Exception 則不做處理 拋出!249 * @param file 運行的文件名250 * @return 得到的Simpson積分公式的結果251 * @throws Exception 拋出Exception 不作處理252 */253 private synchronized double run(File file) throws Exception {254 String filename = file.getName();255 String classname = getClassName(filename);256 Double tempResult = null;257 // System.out.println('class Name: ' +classname);258 //當Jvm 退出時候 刪除生成的臨時文件259 new File(file.getParent(), classname + '.class').deleteOnExit();260 try {261 Class cls = Class.forName(classname);262 //System.out.println('run........');263 // 映射main1方法264 Method calculate = cls265 .getMethod('main1', new Class[] { String[].class });266 //執行計算方法 得到計算的結果267 tempResult = (Double) calculate.invoke(null,268 new Object[] { new String[0] });269 } catch (SecurityException se) {270 System.out.println('something is wrong !!!!');271 System.out.println('請重新運行一遍');272 }273 //返回值274 return tempResult.doubleValue();275 }276 277 /** 調試函數*/278 // private void debug(String msg) {279 // System.err.println(msg);280 // }281 282 /** 得到類的名字 */283 private String getClassName(String filename) {284 return filename.substring(0, filename.length() - 5);285 }286 287 288 //getter and setter289 public String getExpression() {290 return expression;291 }292 293 public void setExpression(String expression) {294 this.expression = expression;295 }296 297 public String getVariable() {298 return variable;299 }300 301 public void setVariable(String variable) {302 this.variable = variable;303 }304 305 public String[] getVariableValue() {306 return variableValue;307 }308 309 public void setVariableValue(String[] variableValue) {310 this.variableValue = variableValue;311 }312 } 這樣就可以用來計算了.下面編寫一個.bat文件來運行改程序.(在這里沒有打包為.jar文件)@echo 注意:@echo ***********************************************************@echo * 利用Simpson公式計算積分,在輸入被積公式時候請注意使用 ***@echo * 如下格式. ***@echo * 1.只使用圓括號() , 沒有別的括號可以使用.如: ***@echo * 1/(1+sin(x)) ***@echo * 2.在輸入超越函數的時候,變量和數值用括號擴起來 如: ***@echo * sin(x) 而不要寫為 sinx ***@echo * 3.在兩個數或者變量相乘時候,不要省略乘號* 如: ***@echo * 2*a 不要寫為 2a ***@echo * 4.在寫冪運算的時候,請使用如下格式: ***@echo * pow(x,y) 代表x的y次冪 不要使用其他符號 ***@echo * 5.絕對值請用如下符號表示: ***@echo * fabs(x) 代表x的絕對值 ***@echo * 6.指數函數請用exp表示 如:exp(x) ***@echo * 7.對數函數請用log(x)表示, 該處對數是指底為10的對數, ***@echo * 計算不是以10為底的對數時候請轉換為10為底的對數 ***@echo * 8.變量字符請不要與函數中的其他字符重合,如 如果使用了 ***@echo * sin 函數請 不要用 s i 或者n做為變量,否則在解析 ***@echo * 表達式時候 會出錯 ^_^@echo *********************************************************** @Rem 在編譯源文件時候 要使用下面的命令 把rem 刪除即可 注意 由于文件中用到了tools.jar中@rem 的命令 所有在編譯的時候 用適當的classpath 替換下面的 tools.jar的路徑 運行的時候一樣@rem javac -classpath '.;D:Program FilesJavajdk1.5.0_03libtools.jar;%CLASSPATH%' Simpson.java %1@rem 注意更改此處的tools.jar的路徑 為你當前系統的正確路徑@java -cp '.;D:Program FilesJavajdk1.5.0_03libtools.jar' Simpson@Pause 　這樣就可以了.說明:使用該方法來計算本程序,由于要多次動態產生計算源代碼,并且編譯 在性能上會有很大損失. 要是在項目中不經常計算表達式 使用該方法可以減輕編程的負擔.要是象上面那樣 要多次計算的話,使用該方法是很值得考慮的. Java, java, J2SE, j2se, J2EE, j2ee, J2ME, j2me, ejb, ejb3, JBOSS, jboss, spring, hibernate, jdo, struts, webwork, ajax, AJAX, mysql, MySQL, Oracle, Weblogic, Websphere, scjp, scjd 前幾天要做一個計算數學表達式的題目,本來計劃使用解析表達式的方法來解析各種數學表達式,然后再動態計算表達式的值.后來考慮到這樣編程的任務很重,時間有限 后來在網上搜搜,看到使用動態編譯并使用反射機制 ,這樣計算表達式的編程就容易多了.下面是我這次編程的例子, 請大家看看.01 /*02 * Created on 2006-3-8