减肥计算器程序

Question

我正计划创建一个物理计算器，它将由几个方程式组成。但是，我意识到这会是很多代码。

对于方程v= x/t (只是我想包含的许多方程之一)，已经有三个可能的方程。

v = x/t     x = vt       t = x/v

我计划让这个节目做的是：

-Ask用户他们将使用什么样的等式

-Ask缺少什么变量

用匹配方程表示它的-Solve

我的问题是，是否有更有效地格式化代码的方法。在不知道如何运行的情况下，对于一个方程的每个变体，它似乎都运行了许多非常类似的代码。

如果不清楚，我计划使用多个类来创建它。

Answer 1

有两种方法我认为这是最有意义的。

第一种更传统的方法是为你想要包含的每一种方程创建一系列的类。

public class Velocity implements Equation{
    public double solveT(double v, double x){
        if(v != 0)
            return x / v;
        else
            return 0; //or whatever value is appropriate
    }

    public double solveX(double v, double t){
        return v * t;
    }

    public double solveV(double t, double x){
        if(t != 0)
            return x / t;
        else
            return 0; //or whatever value is appropriate
    }
}

这使得所有不同的方程都是分开的，如果您定义了一个空的Equation接口，您可以根据需要替换不同的Equation对象。缺点是，需要跟踪的类很多，并且必须确保要调用方法的Equation对象是正确的实例，即尝试在没有solveX()方法的Density实例上调用solveX()。但是，将每个类分开是组织和调试的好方法。

另一种方法是使用Java8 lambda：

interface twoTermEq{
    double solve(double a, double b);
}

public class Calculator{
    public double solveTwoTermEq(twoTermEq eq, double a, double v){
        eq.solve(a, b);
    }
}

public static void main(String[] args){
    twoTermEq velSolveX = (t, v) -> return t * v;
    twoTermEq velSolveT = (x, v) -> v != 0.0 ? return x / v : 0.0;
    twoTermEq velSolveV = (x, t) -> t != 0.0 ? return x / t : 0.0;
    //define as many equations as needed...

    Calculator c = new Calculator();
    //select which equation to run, collect user input
    ....
    //do the calculation
    double result = c.solveTwoTermEq(velSolveX, t, v);
}

这使得您可以在一个地方定义所有的方程，而不需要大量的类。您也可以为ThreeTermEq、FourTermEq等定义接口，以及为Calculator类定义solveThreeTermEq()、solveFourTermEq()等方法。这里的缺点是，维护和组织可能会变得更加困难，我相信对于一个类文件的大小有一个上限；如果一个类文件变得太大，它就不会编译，如果您已经定义了大量的方程，这可能会发生。

对我来说，选择取决于我如何组织代码；如果我只想包含(相对)少量(相对)简单的方程，我可能会使用lambdas。如果我想在尽可能多的物理主题中包含所有的物理方程，我可能会使用类。

不管是哪种方式，都需要为不同的方程排列编写一些类似的代码--我不认为有任何解决办法。您可以尝试一种新的方法，使用一堆对象来试图绕过它，但我认为这会过度劳累，不值得付出努力；这不像翻转变量是困难的。

Answer 2

你最好使用某种象征性的数学工具箱。Maple和MatLab是处理方程的良好语言/环境，因为它们能够识别符号数学，并且可以相当容易地操作方程。Java没有内置的库，很难找到任何支持“计算机代数系统”的库来为您操作这些方程。您可能想看看JAS ()，但我不确定它能完成您想要做的事情。最简单的是，您需要手工求解每个变量，并为每个单独的表达式构建函数。

如果您坚持使用Java，我将这样做。在代码格式化方面，我只需要创建一个等式类，它包含一个给定方程的所有变体的数组。变体(即V=I*R，I=V/R，R=V/I)都将传递给该类的构造函数。然后，可以实现一个求解方法，将请求的变量和其他变量及其值(由两个数组区分-一个用于字符，另一个用于值)。

使用情况如下：

Equation ohmsLaw = new Equation(new String[] {"V=I*R", "I=V/R", "R=V/I"});
double resistance = ohmsLaw.solve('R', new char[] {'I', 'V'}, new double[] {0.5, 12.0});

您需要编写一些符号解析，但这很有趣，对吗？

可能是，也可能不是你想要的答案，但希望这是一些帮助。祝好运!