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：
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
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。
