直接看代码，里面有注释。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Text.RegularExpressions;namespace Scan_demo
{/*（一）类名：CalculateString* 功能：计算表达式字符串的值。当前支持的运算符包括加（+）减（-）乘（*）除（/）幂（^），支持圆括号（），支持小数。* 例如：输入字符串" -(369.9+(- (- 55 *6))) + 2.5*3^2"，计算后得到数字-677.2* *（二）使用的工具类及其功能：* string: 存放输入的字符串；* Regex: 检查语法；* StringBuilder：对字符串进行预处理，如去掉空格、添加分隔符。再利用string类的Split方法把字符串分解为字符串数组。* Stack：利用其记忆功能，处理计算中的优先级问题。* double:把字符串转成double数值* *（三）主要算法：* 1、生成后缀表达式；* 2、计算后缀表达式； * */class CalculateString{/// <summary>/// 计算字符串表达式的值。/// </summary>/// <param name="exp">输入的表达式字符串</param>/// <returns>返回计算值，为double类型</returns>public static double Compute(string exp){if (!checkRules(exp)){ throw new FormatException("字符串为空或不合法");}//先把字符串转换成后缀表达式字符串数组string[] rpn = toRPN(toStrings(exp));//再计算后缀表达式Stack<double> stack = new Stack<double>(); //存放参与计算的数值、中间值、结果 //算法：利用foreach来扫描后缀表达式字符串数组，得到数值则直接压入栈中，//得到运算符则从栈顶取出两个数值进行运算，并把结果压入栈中。最终栈中留下一个数值，为计算结果。foreach (string oprator in rpn) {//为什么总是弹出两个数值？因为都是双目运算。//先弹出的是运算符右边的数，弹出两个数值后注意运算顺序。 switch (oprator){case "+"://如果读取到运算符，则从stack中取出两个数值进行运算，并把运算结果压入stack。下同。stack.Push(stack.Pop() + stack.Pop()); break;case "-":stack.Push(-stack.Pop() + stack.Pop());break;case "*":stack.Push(stack.Pop() * stack.Pop());break;case "/":{double right = stack.Pop();try{stack.Push(stack.Pop() / right); }catch (Exception e){throw e; //除数为0时产生异常。}break;}case "^":{double right = stack.Pop();stack.Push(Math.Pow(stack.Pop(),right));break;}default: //后缀表达式数组中只有运算符和数值，没有圆括号。除了运算符，剩下的就是数值了stack.Push(double.Parse(oprator)); //如果读取到数值，则压入stack中break;}}//弹出最后的计算值并返回return stack.Pop();}/// <summary>/// 检查字符串，判断是否满足表达式的语法要求。/// </summary>/// <param name="exp">表达式字符串</param>/// <returns>字符串为空或不满足表达式语法要求时返回false，否则返回true</returns>public static bool checkRules(string exp){if (string.IsNullOrWhiteSpace(exp)){return false;}//去掉空格string noBlank = Regex.Replace(exp, " ", "");//Console.WriteLine(noBlank);//表达式字符串规则。规则之间有配合关系，以避免重叠。string no0 = @"[^\d\*\^\(\)+-/.]"; //规则0：不能出现运算符+-*/^、圆括号()、数字、小数点.之外的字符string no1 = @"^[^\d\(-]"; //规则1：开头不能是数字、左圆括号(、负号- 以外的字符string no2 = @"[^\d\)]$"; //规则2：结束不能是数字、右圆括号) 以外的字符string no3 = @"[\*\^+-/]{2}"; //规则3：+-*/^不能连续出现string no4 = @"[\D][.]|[.]\D"; //规则4：小数点前面或后面不能出现非数字字符string no5 = @"\)[\d\(]|[^\d\)]\)"; //规则5：右圆括号)后面不能出现数字、左圆括号(,前面不能出现除数字或右圆括号)以外的字符string no6 = @"\([^\d\(-]|[\d]\("; //规则6：左圆括号(后面不能出现除数字、左圆括号(、负号以外的字符,前面不能出现数字string pattern = no0 + "|" + no1 + "|" + no2 + "|" + no3 + "|" + no4 + "|" + no5 + "|" + no6;if (Regex.IsMatch(noBlank, pattern)){return false;}//规则7：左圆括号(和右圆括号)必须成对出现int count = 0;foreach (char c in noBlank){if (c == ')'){count++;continue;}if (c == '('){count--;continue;}}if (count != 0){Console.WriteLine("左右括号不匹配");return false;}return true;}/// <summary>/// 将表达式字符串转换成字符串数组，如"-2*57+6"转换成["-2","*","57","+","6"]。请自行确保表达式字符串正确。/// </summary>/// <param name="exp">表达式字符串</param>/// <returns>字符串数组</returns>public static string[] toStrings(string exp){//通过添加分割符','把数字和其它字符分隔开。StringBuilder sb = new StringBuilder(exp);//去掉空格sb.Replace(" ","");//负号与减号相同，不能与数字分开，需要特许处理：//1、字符串第一个"-"是负号//2、紧跟在"("后面的"-"是负号//3、如果负号后面直接跟着"("，把负号改为"-1*"。目的是把取负运算（单目运算）变成乘法运算（双目运算），免得以后要区分减法和取负。//4、把负号统一改为"?" if (sb[0] == '-' ){sb[0] = '?';}sb.Replace("(-", "(?");sb.Replace("?(", "?1*(");//添加分割符','把数字和其它字符分隔开。sb.Replace("+", ",+,");sb.Replace("-", ",-,");sb.Replace("*", ",*,");sb.Replace("/", ",/,");sb.Replace("(", "(,");sb.Replace(")", ",)");sb.Replace("^", ",^,");//分割之后，把'?'恢复成减号 '-'sb.Replace('?', '-'); return sb.ToString().Split(','); }/// <summary>/// 生成后波兰表达式（后缀表达式）/// </summary>/// <param name="expStrings">字符串数组（中缀表达式）</param>/// <returns>字符串数组（后缀表达式）</returns>public static string[] toRPN(string[] expStrings){Stack<string> stack = new Stack<string>();List<string> rpn = new List<string>();//基本思路：//遍历expStrings中的字符串：//1、如果不是字符（即数字）就直接放到列表rpn中；//2、如果是字符：//2.1、如果stack为空，把字符压入stack中；//2.2、如果stack不为空，把栈中优先级大于等于该字符的运算符全部弹出(直到碰到'('或stack为空)，放到rpn中；//2.2 如果字符是'('，直接压入//2.3 如果是')'，依次弹出stack中的字符串放入rpn中，直到碰到'(',弹出并抛弃'('；foreach (string item in expStrings){//1、处理"("if (item == "("){stack.Push(item);continue;}//2、处理运算符 +-*/^if ("+-*/^".Contains(item)){if (stack.Count == 0 ){stack.Push(item);continue;}if (getOrder(item[0]) > getOrder(stack.Peek()[0])){stack.Push(item);continue;}else{while (stack.Count > 0 && getOrder(stack.Peek()[0])>= getOrder(item[0]) && stack.Peek() != "("){rpn.Add(stack.Pop());}stack.Push(item);continue;} }//3、处理")"if (item == ")"){while (stack.Peek() != "("){rpn.Add(stack.Pop());}stack.Pop();//抛弃"("continue;}//4、数据，直接放入rpn中rpn.Add(item);}//最后把stack中的运算符全部输出到rpnwhile (stack.Count > 0){rpn.Add(stack.Pop());} //把字符串链表转换成字符串数组，并输出。return rpn.ToArray();}/// <summary>/// 获取运算符的优先级/// </summary>/// <param name="oprator">运算符</param>/// <returns>运算符的优先级。</returns>private static int getOrder(char oprator){switch (oprator){case '+':case '-':return 1;case '*':case '/':return 3;case '^': return 5;//case '(':// return 10; default:return -1; }}}
}