Javaで数式の文字列を計算する方法

こんにちは、さるまりんです。

以前、Springの@Valueで計算式を使う方法について書かせてもらいました。

同じようなことがSpringではないJavaプログラムでもできないかな？単純に文字列を計算して結果が得られたら便利だなと思いました。

これ、exp4jというライブラリを使うことで可能になります。
github.comにあるexp4jの説明を見ると

exp4j is a mathematical expression evaluator for the Java programming language.

とあります。「Java言語用の数式を評価してくれるもの」です。

exp4jの公式情報はこちらです。GitHubはこちら。

利用するにはこんな風にします。

まずは簡単に3×4+5を計算してみます。

Expression expression = new ExpressionBuilder("3*4+5").build();
double result = expression.evaluate();
System.out.println("result : " + result);

ExpressionBuilderのコンストラクタに文字列3*4+5を渡し、build()してExpression(数式表現)を作ります。
そしてそのevaluate()メソッドで評価、結果はdoubleで返されます。

上のプログラム3行を実行すると↓が出力されます。

result : 17.0

ちゃんと計算された結果ですね。

定数も使えます。

円の面積を求めるのはπr²、円周率×半径の2乗です。

これを計算するには

Expression expression = new ExpressionBuilder("pi*5^2").build();

piがπ(円周率)です。半径は5で計算しています。

同じように出力すると

result : 78.53981633974483

となります。

変数を使った表現も可能です。

辺a、bの間の角度がxの三角形の面積Sは

S = ½ ab sin(x)

です。

これをa=2、b=5、x=30°(ラジアンでπ/6)でやってみるとこうなります。

double radian = new ExpressionBuilder("pi/6").build().evaluate(); // 30°はπ/6
Expression expression = new ExpressionBuilder("1/2*a*b*sin(x)")
    .variables("a", "b", "x")
    .build();
expression.setVariable("a", 2);
expression.setVariable("b", 5);
expression.setVariable("x", radian);
double result = expression.evaluate();
System.out.println("result : " + result);

まず30°のラジアンでの値を計算しています。
続いて式を"1/2*a*b*sin(x)"で、variables("a", "b", "x")でa、b、xが変数であることを設定し、数式表現を作成しています。
その後setVariable()メソッドでそれぞれの変数に値を代入して、evaluate()で評価。

結果を出力すると