Java中一个变量的二次方程求解器

Question

我有这段代码可以解决二阶方程。 用户输入名称与[a-zA-Z]匹配的任何变量的方程，但是程序存在一个问题：如果用户输入的方程中包含多个变量，例如“ x ^ 2 + 2y-20 = 0”（包含两个变量x和y），它将仍然“解决”它并返回“ a = 1，b = 2，c = -20”。

我想让它要求用户仅输入一个变量，例如“ x ^ 2 + 2x-20 = 0”或“ y ^ 2 + 2y-20 = 0”（或任何其他字母，只要相同的字母在整个等式中使用“”表示，也可以解决为“ a = 1，b = 2，c = -20”。

由于该程序当前无法区分变量，因此它会解决具有多个变量的方程式，就好像它们是同一变量（字符）一样，这是错误的。

public class ParseEquation {
public static String coeff(String str, String regex) {
    Pattern patt = Pattern.compile(regex);
    Matcher match = patt.matcher(str);
    // missing coefficient default
    String coeff = "+0";
    double value = 0;

   if(match.find()) 
        coeff = match.group(1);
    // always have sign, handle implicit 1
    value= Double.parseDouble((coeff.length() == 1) ? coeff + "1" 
        : coeff);

}
public static String[] quadParse(String arg) {
    String str = ("+" + arg).replaceAll("\\s", "");

    double a1 = Double.parseDouble(coeff(str, "([+-][0-9]*)([a-z A-Z]\\^2)"));
    double b1 = Double.parseDouble(coeff(str, "([+-][0-9]*)([a-z A-Z](?!\\^))"));
    double c1= Double.parseDouble(coeff(str, "([+-][0-9]+)(?![a-z A-Z])"));
    System.out.println("Values are a: " + a1 + " b: " + b1 + " c: " + c1);
    double dis = (Math.pow(b1, 2.0)) - (4 * a1 * c1);
    double d = Math.sqrt(dis);
    double X = 0, Y = 0; 

    if (dis > 0.0 || dis < 0.0) {
        X = (-b1 + d) / (2.0 * a1);
        Y = (-b1 - d) / (2.0 * a1);
        String root1 = Double.toString(X);
        String root2 = Double.toString(Y);
        return new String[]{root1, root2};
    } else if (dis == 0.0) {
        X = (-b1 + 0.0) / (2.0 * a1);//repeated root
        String root2 = Double.toString(X);
        return new String[]{root2};
    }
    return new String[-1];
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
    BufferedReader r = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in));
    String s;
    while ((s=r.readLine()) != null) {
        String[] pieces = quadParse(s);
        System.out.println(Arrays.toString(pieces));
    }
}
}

当前，以上代码针对“ x ^ 2 + 2y-20 = 0”返回此错误结果：

Values are a: 1.0 b: 2.0 c: -20.0
[3.58257569495584, -5.58257569495584]

正确的结果是允许用户在方程式中仅输入一个变量字符，例如“ x ^ 2 + 2x-20 = 0”，否则抛出异常。

Answer 1

通过quadParse(s);将行解析为公式之前quadParse(s); ，检查它的内容。 创建一个长度为26的布尔数组，其中每个索引代表您在方程式中看到的变量。 一次遍历输入的一个字母，如果看到特定的变量，则更新数组。 如果在该过程结束时看到了多个变量，则可以在调用quadParse之前引发异常。