Java中校验布尔字符串表达式的有效性

java中校验布尔字符串表达式的有效性

本文介绍了如何在Java中校验布尔字符串表达式的有效性。通过自定义的解析和验证方法,可以检测表达式中括号的匹配情况,运算符的正确使用,以及字符串的有效性。本文提供了一个详细的代码示例,可以帮助开发者快速实现布尔表达式的语法检查功能。

在Java中,验证布尔字符串表达式的语法有效性是一项常见的任务,尤其是在需要动态解析和执行表达式的场景下。一个有效的布尔表达式需要满足一定的规则,例如括号的正确匹配,运算符的正确使用,以及字符串的有效性。下面提供一种自定义的方法来实现这个功能。

实现思路

该方法的核心思路是,首先检查括号的匹配情况,然后移除括号,接着验证运算符的有效性,最后检查字符串的有效性。

代码示例

import java.util.*;public class BooleanExpressionValidator {    /**     * 校验布尔表达式的有效性。     *     * @param expressionString 要校验的表达式字符串。     * @return 如果表达式有效,则返回表达式的组件数组;否则返回 null。     */    public String[] isExpressionValid(String expressionString) {        // 用于存储表达式组件的列表。        List expressionList = new ArrayList();        // 如果表达式字符串为空,则返回 null。        if (expressionString == null || expressionString.isEmpty()) {            return null;        }        // 检查括号是否正确匹配。        Map openClosePair = new HashMap();        openClosePair.put(')', '(');        Stack stack = new Stack();        for (char ch : expressionString.toCharArray()) {            if (openClosePair.containsKey(ch)) {                if (stack.isEmpty() || !Objects.equals(stack.pop(), openClosePair.get(ch))) {                    System.err.println("Invalid Expression! [" + expressionString + "] -  Parentheses Mismatch!");                    return null;                }            } else if (openClosePair.values().contains(ch)) {                stack.push(ch);            }        }        if (!stack.isEmpty()) {            System.err.println("Invalid Expression! [" + expressionString + "] -  Parentheses Mismatch!");            return null;        }        // 移除括号,以便验证括号内的数据。        expressionString = expressionString.replaceAll("[()]", "");        // 检查表达式中是否包含 &, !, 或 | 运算符,并验证其使用是否正确。        expressionString = expressionString.replaceAll("[&]{2,}", "&")                .replaceAll("[|]{2,}", "|").replaceAll("[!]{2,}", "!");        // 定义无效的运算符组合。        String[] invalidOperators = {"&|", "|&", "!|", "!&", "!&|", "!|&",                "&!|", "&|!", "|!&", "|&!"};        // 确保运算符的使用有效。        for (String op : invalidOperators) {            if (expressionString.contains(op)) {                System.err.println("Invalid Logical Operator Configuruation [" +                        op + "] Within Expression!");                return null;            }        }        // 使用分隔符 '&' 或 '|' 分割表达式,并将分隔符添加到生成的数组中。        String regEx = "((?<=Q&E)|(?=Q&E))|"                + "((?<=Q|E)|(?=Q|E))";        String[] expParts = expressionString.split(regEx);        String exp;        for (int i = 0; i < expParts.length; i++) {            exp = expParts[i].trim();  // 移除前导/尾随空格。            // 元素是否为非数值值?            if (!exp.matches("-?d+(.d+)?") && !exp.matches("[!|&]")) {                // 此元素必须是字母或字母数字。                // 其中是否有空格?如果有,是否用引号引起来?                // 如果没有,则无效。                if (exp.contains(" ") && ((!exp.startsWith("!"") || !exp.startsWith(""")) && !exp.endsWith("""))) {                    System.err.println("Invalid String [" + exp + "] Within Expression!"                            + System.lineSeparator() + "Because this portion of the expression "                            + "contains at least one whitespace," + System.lineSeparator()                            + "it should be wrapped within quotation marks excluding any Logical Operator"                            + System.lineSeparator() + "located at the beginning.");                    return null;                }            }            // 表达式是否以逻辑运算符 '&' 或 '|' 开头或结尾?            // 这被认为是无效的。            if ((i == 0 || i == expParts.length - 1) && (exp.equals("&") || exp.equals("|"))) {                System.err.println("Invalid Logical Operator Location! [" + expressionString + "]"                        + System.lineSeparator() + "The expression can not start with or end "                        + "with a '&' or '|' operator!");                return null;            }            // 将表达式组件添加到列表中。            expressionList.add(exp);        }        // 将列表转换为字符串数组并返回。        return expressionList.toArray(new String[expressionList.size()]);    }    public static void main(String[] args) {        BooleanExpressionValidator validator = new BooleanExpressionValidator();        String expression = "("footballer football" | ! basket)";        String[] expressionParts = validator.isExpressionValid(expression);        if (expressionParts != null) {            // 显示提供的表达式的组件。            System.out.println(Arrays.toString(expressionParts));        }    }}

使用示例

在 main 方法中,创建了一个 BooleanExpressionValidator 实例,并调用 isExpressionValid 方法来验证表达式 “(“footballer football” | ! basket)” 的有效性。如果表达式有效,则打印表达式的组件。

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注意事项

该方法只能验证布尔表达式的语法有效性,不能验证表达式的语义有效性。该方法可以根据实际需求进行扩展,例如添加对其他运算符的支持,或者添加对其他数据类型的支持。在处理用户输入的表达式时,需要注意防止SQL注入等安全问题。

总结

本文介绍了一种在Java中验证布尔字符串表达式有效性的方法。该方法通过自定义的解析和验证逻辑,可以有效地检测表达式的语法错误。通过本文提供的代码示例,开发者可以快速实现布尔表达式的语法检查功能,并根据实际需求进行扩展。

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