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import java.util.Collections;
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import java.util.List;
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import java.util.stream.Collectors;
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import java.util.stream.IntStream;
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/**
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* 方程式实体类。
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* 封装了构成一个数学方程式的所有元素（操作数、操作符）。
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* 操作数统一使用 String 类型，以支持数字、函数表达式等多种形式。
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*/
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public class Equation {
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private final List<String> operands;
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private final List<Operator> operators;
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/**
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* 构造函数。
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*
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* @param operands 操作数列表（可以是数字、函数表达式等）
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* @param operators 操作符列表
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*/
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public Equation(List<String> operands, List<Operator> operators) {
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this.operands = Collections.unmodifiableList(operands);
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this.operators = Collections.unmodifiableList(operators);
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}
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/**
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* 获取操作数列表的不可变视图。
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*
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* @return 操作数列表
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*/
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public List<String> getOperands() {
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return operands;
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}
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/**
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* 获取操作符列表的不可变视图。
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*
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* @return 操作符列表
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*/
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public List<Operator> getOperators() {
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return operators;
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}
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/**
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* 生成用于展示给用户和保存到文件的标准问题字符串。
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* 格式: "操作数1 运算符1 操作数2 = ?"
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*
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* @return 格式化的方程式字符串
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*/
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@Override
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public String toString() {
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StringBuilder sb = new StringBuilder();
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// 使用 IntStream 来优雅地处理操作数和操作符的交替拼接
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IntStream.range(0, operators.size())
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.forEach(i -> sb.append(operands.get(i))
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.append(" ")
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.append(operators.get(i).getSymbol())
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.append(" "));
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sb.append(operands.get(operands.size() - 1)); // 追加最后一个操作数
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sb.append(" = ?");
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return sb.toString();
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}
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/**
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* 生成用于唯一性校验的“规范化”字符串。
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* 对于简单的可交换运算 (如 "3 + 5")，操作数会排序以确保唯一性 ("3 + 5")。
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* 对于复杂或不可交换的运算，直接返回原始顺序的字符串。
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*
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* @return 规范化的方程式字符串
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*/
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public String toCanonicalString() {
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// 简化处理：仅对两个操作数且操作符可交换的情况进行规范化
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if (operands.size() == 2 && operators.size() == 1 && operators.get(0).isCommutative()) {
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List<String> sortedOperands = operands.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
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return sortedOperands.get(0) + " " + operators.get(0).getSymbol() + " " + sortedOperands.get(1);
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}
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// 对于其他所有复杂情况，直接按原样拼接
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return toString().replace(" = ?", "");
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}
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} |