Java 中验证布尔字符串表达式的教程

import java.util.*;

public class BooleanExpressionValidator {

    /**
     * 自定义表达式解析器/验证器：
     *
     * 如果提供的表达式有效（符合代码中的准则），则返回一个 String[] 数组，
     * 其中包含该表达式的组件。如果发现表达式无效，则会在控制台窗口中显示一条警告消息，
     * 说明问题所在，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
     * 表达式的组件。根据需要处理这些返回的表达式组件。
     */
    public String[] isExpressionValid(String expressionString) {
        // 用于保存表达式组件的列表。
        List<String> 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<Character, Character> openClosePair = new HashMap<>();
        openClosePair.put(')', '(');
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (char ch : expressionString.toCharArray()) {
            if (openClosePair.containsKey(ch)) {
                if (stack.isEmpty() || !Objects.equals(stack.pop(), openClosePair.get(ch))) {
                    break;
                }
            } else if (openClosePair.values().contains(ch)) {
                stack.push(ch);
            }
        }
        if (!stack.isEmpty()) {
            System.err.println("无效表达式！[" + expressionString + "] - 括号不匹配！");
            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，它是否正确？
           如果存在连续的“相同”运算符（即“&&&”），则将其转换为单个运算符（即“&”）。*/
        expressionString = expressionString.replaceAll("[&]{2,}", "&")
                .replaceAll("[|]{2,}", "|").replaceAll("[!]{2,}", "!");

        // 添加任何您认为无效的内容...
        String[] invalidOperators = {"&|", "|&", "!|", "!&", "!&|", "!|&",
                "&!|", "&|!", "|!&", "|&!"};
        // 确保有效使用运算符。
        for (String op : invalidOperators) {
            if (expressionString.contains(op)) {
                System.err.println("表达式中无效的逻辑运算符配置 [" +
                        op + "]！");
                return null;
            }
        }

        /* 在分隔符 '&' 或 '|' 上拆分表达式，
           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，它是否用引号引起来？
                   如果不是，则无效。*/
                if (exp.contains(" ") && ((!exp.startsWith("!"") || !exp.startsWith(""")) && !exp.endsWith("""))) {
                    System.err.println("表达式中无效的字符串 [" + exp + "]！"
                            + System.lineSeparator() + "因为表达式的这一部分"
                            + "包含至少一个空格，" + System.lineSeparator()
                            + "它应该用引号引起来，不包括任何逻辑运算符"
                            + System.lineSeparator() + "位于开头。");
                    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("无效的逻辑运算符位置！[" + expressionString + "]"
                        + System.lineSeparator() + "表达式不能以 '&' 或 '|' 运算符开头或结尾！");
                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()]);
    }

    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));
        }
    }
}

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));
}