9行java代码做一个简单计算器，连if都不用！

程序小谈
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前言

今天在看书时突然冒出来的一个灵感，如果不使用if语句能不能做一个计算器呢？虽然刚开始觉得不太容易，但是仔细一想发现做起来很简单，这里记录一下。

设计目标

设计一个命令行的计算机器，比如说输入三个参数，分别是数字1、操作符、数字2，然后就能直接得出计算结果。需要支持加减乘除四则运算。在代码中不能使用分支语句（if语句和switch语句）。

比如输入：

5 + 3

结果：

8

输入：

5 * 3

结果：

15

##　构思

首先，因为不能使用分支语句（if和switch），所以必须曲线救国，不过这个应该很容易想出来，就是用map！我们可以把操作符作为key存到map中，再把对应的方法作为value，这样就不就可以了？下面是伪代码：

HashMap<String,Object> map = new HashMap<>();
map.put("+", ...);
map.put("-", ...);
map.put("*", ...);
map.put("/", ...);

Object add = map.get("+");

但是java中并不能直接保存方法，但是可以保存对象，所以我们可以借助接口来实现对应的操作。

开始动手写

先创建一个用于计算的接口。

interface Calculator {
    int calc(int a, int b);
}

演示一下用法：

public static int main(int a, int b, String method) {
    // 加法的实现
    Calculator add = new Calculator() {
        @Override
        public int calc(int a, int b) {
            return a+b;
        }
    };
}

像这样，一个通用的接口就做出来了，并且实现了一个计算加法的对象，其它3种运算只要照葫芦画瓢就能写出来。但是呢，这样写代码很复杂，我们使用函数式编程来简化代码。

Calculator add = (int a, int b) -> a+b;

那么运算这块的方法我们就做完了，接下来要把对象放到map中。

低情商的写法：

HashMap<String, Calculator> map = new HashMap<>();
Calculator add = (int a, int b) -> a+b;
map.put("+", add);

高情商的写法：

HashMap<String, Calculator> map = new HashMap<>();
map.put("+", (int a, int b) -> a+b);

因为java已经支持了类型推导，我们前面写了HashMap<String, Calculator>，编译器就知道我们后面是要存放Calculator类到map的值中，所以不需要提前创建对象，直接写lambda表达式即可。

到这里，程序其实应该算写完了，下面添加一些细节，就是完整的代码了。

import java.util.HashMap;

public class FuncTest {
    public static void main(String[] args) {
        int number1 = Integer.valueOf(args[0]);
        int number2 = Integer.valueOf(args[2]);
        String method = args[1];
        HashMap<String, Calculator> map = new HashMap<>();
        map.put("+", (int a, int b) -> a+b);
        map.put("-", (int a, int b) -> a-b);
        map.put("*", (int a, int b) -> a*b);
        map.put("/", (int a, int b) -> a/b);
        System.out.println(map.get(method).calc(number1, number2));
    }
}

interface Calculator {
    int calc(int a, int b);
}

到这里，基本上算是完成目标了，但是还可以再优化一下！

我们可以优化Calculator接口，因为我们是用来计算两个数字的运算，在java8中为了方便函数式编程，增加了一个BinaryOperator接口用于进行两个数的运算，所以不需要再定义了。另外java8中给Integer类添加了一个静态的sum方法，所以这里我们也可以用上。

import java.util.HashMap;
import java.util.function.BinaryOperator;

public class FuncTest {
    public static void main(String[] args) {
        int number1 = Integer.valueOf(args[0]);
        int number2 = Integer.valueOf(args[2]);
        String method = args[1];
        HashMap<String, BinaryOperator<Integer>> map = new HashMap<>();
        map.put("+", Integer::sum);
        map.put("-", (a, b) -> a-b);
        map.put("*", (a, b) -> a*b);
        map.put("/", (a, b) -> a/b);
        System.out.println(map.get(method).apply(number1, number2));
    }
}

下面在cmd中看执行结果。

执行

需要注意的是，在cmd中星号是通配符，所以要作为参数的话需要加双引号。

总结

java8中很多新的特性是方便开发人员写简单易读的代码，特别是lambda和Stream，熟悉之后很提高不少开发效率。对于这个计算器，我真没想到只需要短短9行代码就把功能实现了，写完之后我也有点意外。

有机会我会再梳理一下Stream的用法。

另外，让人很费解的是，明明在Integer中添加了sum方法，却没其它三种方法，不知道是基于什么考虑。

参考文献

《Java 8函数式编程》作者: [英] Richard Warburton 译者: 王群锋 人民邮电出版社 ISBN: 9787115384881

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