在Java中，将字符串表示的算术表达式进行计算，可以借助现有的库，如Apache Commons JEXL或使用Java的内置脚本引擎JSR 223进行。但是，如果要自己解析和计算算术表达式，就需要零起步实现一个表达式解析器。这涉及到对字符串表达式进行词法分析、语法分析、编译及计算等步骤。
这里提供一个简单的表达式解析实现，涵盖了加减乘除和括号操作。这个解析器由递归下降解析技术支持，对于每一个数学运算符或控制结构都有一个函数。这是一个十分高效的实现方式，可以直接在Java环境下运行并提供准确的计算结果
首先，我们定义一个词法单元（Token）枚举来表示不同类型的字符，包括数字、运算符和结束标识符：
enum TokenType {
NUMBER, // 数字
OPERATOR, // 运算符 +, -, *, /
PARENTHESIS, // 括号 ( 或 )
EOF // 结束标识符
}
接着，我们将需要用到的运算符进行定义，包括它们的优先级：
enum Operator {
ADD(1), SUBTRACT(1), MULTIPLY(2), DIVIDE(2); // 定义运算符和它们的优先级
final int precedence;
Operator(int p) {
precedence = p;
}
}
之后，我们创建一个代表词法单元的类：
class Token {
TokenType type;
double value; // 如果是数字类型，存储其值
Operator operator; // 如果是运算符类型，存储其种类
char parenthesis; // 如果是括号类型，存储 '(' 或 ')'
// 构造函数和相应的处理逻辑
}
在此基础上，我们需要一个词法分析器（Tokenizer）来将输入字符串分解成Token序列：
class Tokenizer {
private String input; // 输入的数学表达式
private int pos; // 当前解析的位置
public Tokenizer(String input) {
this.input = input.replaceAll("\s+", ""); // 去除所有空格
this.pos = 0;
}
// 提供一个方法读取下一个Token
public Token nextToken() {
// 此处实现具体的分词逻辑，即如何从字符串中读取Token
}
}
我们不能忘记实现解析器：
class ExpressionParser {
private Tokenizer tokenizer;
public ExpressionParser(Tokenizer tokenizer) {
this.tokenizer = tokenizer;
}
public double parse() {
return expression();
}
private double expression() {
// 实现算术表达式的解析，这个方法解析加减法
}
private double term() {
// 解析乘除法
}
private double factor() {
// 解析数字和括号
}
}
配合这三个组件，我们可以构建一个简单的算术表达式解析器，并计算表达式的值：
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
String expression = "3 + 5 * (10 - 4)"; // 输入表达式
Tokenizer tokenizer = new Tokenizer(expression);
ExpressionParser parser = new ExpressionParser(tokenizer);
double result = parser.parse(); // 解析并计算表达式结果
System.out.println("Result: " + result);
}
}
具体的实现逻辑需要填写在 Tokenizer和 ExpressionParser类中，这里只提供了大概的框架。在实际实现时 Tokenizer应该提供分词逻辑，把输入的字符串转换成Token序列。而 ExpressionParser应当通过递归下降的方式依次解析
