本文将介绍如何在 Java 中验证布尔字符串表达式的有效性。在处理需要根据用户输入的布尔表达式进行过滤或搜索的场景中，确保表达式的语法正确性至关重要。一个有效的布尔表达式应遵循一定的规则，例如括号的正确匹配、运算符的合法使用以及字符串的正确引用。
以下提供一个 Java 方法，用于解析和验证自定义的布尔表达式。
import java.util.*;/** * 自定义表达式解析器/验证器: * * 如果提供的表达式有效（符合代码中的规则），则返回一个 String[] 数组，其中包含该表达式的组成部分。 * 如果表达式无效，则在控制台窗口中显示警告消息，说明问题，并返回 null。 * * @param expressionString (String) 要验证的表达式。 * * @return (String[] Array) 如果表达式无效，则返回 null；否则，返回的 String 数组将包含表达式的组成部分。 * 根据需要处理这些返回的表达式组成部分。 */public String[] isExpressionValid(String expressionString) { // 用于保存表达式组成部分的列表。 List expressionList = new ArrayList(); // 如果表达式字符串为 null 或为空，则返回 null。 if (expressionString == null || expressionString.isEmpty()) { return null; } // 表达式中的括号是否正确？ 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; } /* 括号有效，现在删除它们以验证括号内的数据。*/ expressionString = expressionString.replaceAll("[()]", ""); /* 表达式中是否包含 &, !, 或 |？如果是，是否正确？ 如果存在连续的“相同”运算符（例如：“&&&”），则 将它们转换为单个运算符（例如：“&”）。*/ expressionString = expressionString.replaceAll("[&]{2,}", "&") .replaceAll("[|]{2,}", "|").replaceAll("[!]{2,}", "!"); // 添加你认为无效的任何内容... String[] invalidOperators = {"&|", "|&", "!|", "!&", "!&|", "!|&", "&!|", "&|!", "|!&", "|&!"}; // 确保有效使用运算符。 for (String op : invalidOperators) { if (expressionString.contains(op)) { System.err.println("Invalid Logical Operator Configuration [" + op + "] Within Expression!"); return null; } } /* 根据分隔符“&”或“|”拆分表达式，但 也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(); // 删除前导/尾随空格。 // 元素是否为非数值？ 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？如果是，是否用引号引起来？ 如果不是，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 expressionList.add(exp); } // 将列表转换为 String[] 数组并返回。 return expressionList.toArray(new String[expressionList.size()]);}
代码说明：
括号匹配： 使用栈（Stack）来检查表达式中的括号是否正确匹配。非法运算符： 检查是否存在连续的或不合法的运算符组合，例如 &| 或 !&。字符串引号： 如果表达式中的字符串包含空格，则必须用双引号括起来。起始和结束运算符： 表达式不能以 & 或 | 运算符开头或结尾。
使用示例：
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public static void main(String[] args) { String expression = "("footballer football" | !basket)"; String[] expressionParts = isExpressionValid(expression); if (expressionParts != null) { // 显示提供的表达式的组成部分： System.out.println(Arrays.toString(expressionParts)); }}
注意事项：
此方法仅验证表达式的语法，不进行语义验证。可以根据实际需求扩展 invalidOperators 数组，以包含更多非法运算符组合。可以根据需要修改字符串引号的验证逻辑。
总结：
通过使用上述方法，可以有效地验证 Java 中布尔字符串表达式的有效性，从而确保程序的正确性和可靠性。在实际应用中，可以根据具体的业务需求对该方法进行定制和扩展。
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