Wie kann man mathematische Ausdrücke in Java effizient auswerten?

Methode zur Auswertung mathematischer Ausdrücke in Java

In diesem Artikel untersuchen wir verschiedene Ansätze zur Auswertung mathematischer Ausdrücke in Java. Dies ist eine häufige Anforderung beim wissenschaftlichen Rechnen, bei der Datenanalyse und anderen Anwendungen.

Ein beliebter Ansatz ist die Nutzung von Bibliotheken wie JEP (Java Expression Parser). Es bietet eine benutzerfreundliche API zum Auswerten von Ausdrücken und erleichtert so die Integration in Ihren Java-Code. Hier ist ein Beispiel:

<code class="java">import org.nfunk.jep.JEP;

public class MathExpressionEvaluator {

    public static void main(String[] args) {
        // Create a JEP instance
        JEP jep = new JEP();

        // Example formula provided by the user
        String formula = "sin (x + pi)/2 + 1";

        // Set the variable values in the formula
        jep.addVariable("x", 0.5);

        // Parse and evaluate the formula
        try {
            jep.parseExpression(formula);
            double result = jep.getValue();
            System.out.println("Result: " + result);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}</code>

Alternativ ist exp4j ein weiterer hoch angesehener Ausdrucksauswerter. Es folgt dem Shunting Yard-Algorithmus von Dijkstra für eine effiziente Auswertung.

<code class="java">import com.googlecode.exp4j.Expression;
import com.googlecode.exp4j.ExpressionBuilder;

public class MathExpressionEvaluator {

    public static void main(String[] args) {
        // Example formula provided by the user
        String formula = "3 * sin(y) - 2 / (x - 2)";

        // Replace 'x' and 'y' with actual values in the formula
        Expression expression = new ExpressionBuilder(formula)
                .variables("x", "y")
                .build()
                .setVariable("x", 0.5)
                .setVariable("y", 1.0);

        // Calculate the result
        double result = expression.evaluate();
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}</code>

Sowohl JEP als auch exp4j bieten robuste Ausdrucksauswertungsfunktionen und bieten eine bequeme und effiziente Möglichkeit, mit mathematischen Ausdrücken in Java zu arbeiten.

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