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。
