User-Input aus Zahlen und Operatoren - beste Umsetzung?

[Blackbam]

Hallo,

ich stehe gerade vor folgendem Problem, für das mir einfach keine schöne Lösung einfallen will:

Es gibt einen User-Input der folgendermaßen aussieht:

    String op1;    // ein Operand: "+" oder "*" oder "-" oder "/" aus dem User- Input
    String op2;    // ein Operand: "+" oder "*" oder "-" oder "/" aus dem User- Input
    String op3;    // ein Operand: "+" oder "*" oder "-" oder "/" aus dem User- Input
    String op4;    // ein Operand: "+" oder "*" oder "-" oder "/" aus dem User- Input
    String op5;    // ein Operand: "+" oder "*" oder "-" oder "/" aus dem User- Input
    String op6;    // ein Operand: "+" oder "*" oder "-" oder "/" aus dem User- Input
    
    int ubR;    // ein Integer-Wert aus dem User- Input
    int ubG;    // ein Integer-Wert aus dem User- Input
    int ubB;    // ein Integer-Wert aus dem User- Input
    int nbR;    // ein Integer-Wert aus dem User- Input
    int nbG;    // ein Integer-Wert aus dem User- Input
    int nbB;    // ein Integer-Wert aus dem User- Input

    int nR;    // ein Integer-Wert aus dem Programm, der stets variiert
    int nB;    // ein Integer-Wert aus dem Programm, der stets variiert
    int nC;    // ein Integer-Wert aus dem Programm, der stets variiert

Es soll folgende Operation durchgeführt werden:

/* Pseudo Code Notation */
wert1 = ubR op1 nR op2 nbR;
wert2 = ubG op3 nG op4 ngR;
wert3 = ubB op5 nB op6 ngB;

Natürlich hätte ich jetz die Möglichkeit eine Funktion zu schreiben die 5 Parameter entgegennimmt (siehe unten), mittels switch-case die Operanden auflöst die Rechnung durchführt und ein Ergebnis zurückgibt - allerdings läuft die Berechnung der 3 Werte in einer Schleife ab die 480000 mal in einer Möglichst kurzen Zeit (1/100 Sekunde) ablaufen soll, wobei die Operanden und Variablen bis auf nR/nG/nB immer gleich bleiben. Kennt jemand also eine Möglichkeit, zur Laufzeit eine Funktion zu definieren, der ich dann immer nur mehr 1 Parameter übergeben muss? Oder weiß sonst jemand wie es schneller ginge?


Meine momentane Lösung sieht folgendermaßen aus - überflüßig zu erwähnen, dass wenn 1.5 Millionen Aufrufe in 1/100 Sekunde stattfinden sollen, der PC ziemlich in die Knie geht - bekommen auch zeitweise "Out of Memory" errors:

int nR = mCV(ubR,op1,rC,op2,nbR);

  public int mCV(int a,String o,int b,String p,int c) {
    int ret = 0;
    if(o == "+") {
      if(p == "+") {
        ret = a+b+c;
      } else if(p=="-") {
        ret = a+b-c;
      } else if(p=="*") {
        ret = a+b*c;
      } else if(p=="/") {
        ret = a+b/c;
      }
    } else if(o=="-") {
      if(p == "+") {
        ret = a-b+c;
      } else if(p=="-") {
        ret = a-b-c;
      } else if(p=="*") {
        ret = a-b*c;
      } else if(p=="/") {
        ret = a-b/c;
      }
    } else if(o=="*") {
      if(p == "+") {
        ret = a*b+c;
      } else if(p=="-") {
        ret = a*b-c;
      } else if(p=="*") {
        ret = a*b*c;
      } else if(p=="/") {
        ret = a*b/c;
      }
    } else if(o=="/") {
      if(p == "+") {
        ret = a/b+c;
      } else if(p=="-") {
        ret = a/b-c;
      } else if(p=="*") {
        ret = a/b*c;
      } else if(p=="/") {
        ret = a/b/c;
      }
    }
    return ret;
  }

 

[nrg]

was soll das werden? ein parser für mathematische funktionen?

edit: ansonsten sag mal ganz allgemein, was du haben willst

 

[Andi_CH]

Paradebeispiel für eine Rekursion

Multiplikation suchen
Teil links davon auswerten
Teil rechts davon auswerten
Multiplizieren

Wenn keine Multiplikation da - alle addieren

auswerten:
wenn nur zwei werte + operator -> berechnen
ansonsten aufteilen wie oben beschrieben

Nur das Datenformat ist etwas bescheuert für dieses Vorgehen

Was war da wohl am Anfang? Ein String in dem alles drinstand? ja genau, da könnte man ansetzen mit der Rekursion - splitten beim * ------

 

[Blackbam]

@nrg: Ja, in gewisser Weise ein Parser für mathematische Operationen. Und zwar sind vier Variablen, inklusive der beiden Operatoren, im Ganzen Programm konstant (aber eben erst nach dem Programmstart am Anfang) und ein Wert ist Variabel (Color-Wert eines Pixels).

Konkret geht es um Echtzeit-Bildverarbeitung, die Operation wird also je nach einem User Input am Anfang des Programms für jedes Pixel in jedem neuen Video-Bild durchgeführt.

@Andi_CH: Wieso ist das Datenformat bescheuert? Am Anfang war derweil noch gar nichts, weil das GUI noch nicht umgesetzt ist. Glaubst du dass man sich durch die Rekursion wirklich viel Zeit spart, oder gibts da eventuell noch einen schnelleren Weg?

 

[tfa]

Erstmal als Anmerkung: Stringvergleich mit equals, nicht mit ==

Ich würde einmal am Anfang die Operatoren parsen (wenn die sich pro Durchlauf wirklich nie ändern) und mir dann ein Command-Objekt erzeugen und das immer verwenden. So spart man sich das ewige Vergleichen, denn Geschwindigkeit scheint hier ja die Hauptrolle zu spielen:

interface Operation {
        public int perform(int a, int b, int c);
}

public class OperationPlusMal implements Operation {
        public int perform(int a, int b, int c) {
            return a + b * c;
        }
}

Für jede Operator-Kombination hast du dann eine Klasse. Du musst nur rausfinden, welche.

 

[nrg]

also die datenhaltung ist wirklich nicht so der bringer 🙂.

angelehnt an tfa's Beitrag ein Beispiel für einen Mathparser http://www.java-forum.org/allgemeines/12306-parser-fuer-mathematische-formeln.html

Und hier evtl noch eine Option (deutlich einfacher und - wenn du mich fragst - auch schöner) Java Scripting Programmer's Guide

ob das für deinen anwendungsfall passt, weiß ich net genau 🙂. schaus dir mal an

 

[Andi_CH]

@Andi_CH: Wieso ist das Datenformat bescheuert? Am Anfang war derweil noch gar nichts, weil das GUI noch nicht umgesetzt ist. Glaubst du dass man sich durch die Rekursion wirklich viel Zeit spart, oder gibts da eventuell noch einen schnelleren Weg?

"Bescheuert" ist natürlich ein hartes Wort und mit etwas Humor zu lesen.

Wenn ich einen String habe und den bei * splitte
dann die beiden Teile getrennt auswerte bis ein einfacher Term vorliegt ...

Aber so wie es tönt werden die Werte einzeln eingegeben - dann frage ich mich aber warum der Operator als String und nicht als z.B. als Enumeration vorliegt

String.equals braucht sicher mehr Zeit als der Vergleich eines enum

 

[Blackbam]

Hallo,

danke für die Tipps alle, habe das ganze jetzt mit 16 Klassen nach folgendem Schema umgesetzt - wegen Enum/String lässt sich auch noch was machn, ist aber gar nicht mehr so wichtig, da ichs nur noch vor den Schleifen brauche. Scheint fürs erste ganz gut zu laufen!

interface Operation {
        public int perform(int c);
}
 
public class OperationPlusPlus implements Operation {
  int a;
  int b;
  public OperationPlusPlus(int a, int b) {
    this.a = a;
    this.b = b; 
  }
  public int perform(int c) {
    return a+b+c;
  }
}

 

[tfa]

Du kannst im Konstruktor doch auch schon [c]a+b[/c] ausrechnen und als Zwischenergebnis abspeichern. In perform() kannst du dir dann eine Addition sparen.