要求：输入一个表达式，判断这个表达式是否数学表达式

思路：判断每一个字符，如果是数字，根据数字规则判断；如果是运算符，根据运算符规则判断。方法比较笨

代码实现如下:

/**
 * 检查表达式是否合法，合法返回true
 * @param expression
 * @return
 */
private boolean checkExpression(String expression) {
    //去除空格
    expression = expression.replaceAll(" ","");

    Set<Character> operate_set = new HashSet<>();
    operate_set.add('-');
    operate_set.add('+');
    operate_set.add('*');
    operate_set.add('/');

    //拆分字符串
    char[] arr = expression.toCharArray();
    int len = arr.length;

    //前后括号计数，用来判断括号是否合法
    int checkNum=0;

    //数字集合
    List<Character> digit_list = new ArrayList<>();
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    //循环判断
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if(Character.isDigit(arr[i])|| arr[i] == '.'){ //数字和小数点判断
            //把数字和小数点加入到集合中，为了下一步判断数字是否合法
            digit_list.add(arr[i]);
        }else { //非数字和小数点
            //如果集合中有值，取出来判断这个数字整体是否合法
            if(digit_list.size()>0) {
                //判断字符串是否合法
                boolean result = getNumberStringFromList(digit_list);
                if(result){
                    //如果合法，清空集合，为了判断下一个
                    digit_list.clear();
                }else{
                    //不合法，返回false
                    return false;
                }
            }

            if (arr[i] == '+' || arr[i] == '*' || arr[i] == '/') {
                //判断规则(1.不能位于首位 2.不能位于末尾 3.后面不能有其他运算符 4.后面不能有后括号)
                if (i == 0 || i == (len - 1) || operate_set.contains(arr[i + 1]) || arr[i + 1] == ')') {
                    System.out.println("error type : '+' or '*' or '/' ->"+ arr[i]);
                    return false;
                }
            } else if (arr[i] == '-') {
                //减号判断规则(1.不能位于末尾 2.后面不能有其他运算符 3.后面不能有后括号)
                if (i == (len - 1) || operate_set.contains(arr[i + 1]) || arr[i + 1] == ')') {
                    System.out.println("error type : '-' ->"+ arr[i]);
                    return false;
                }

            } else if (arr[i] == '(') {
                checkNum++;
                //判断规则(1.不能位于末尾 2.后面不能有+，*，/运算符和后括号 3.前面不能为数字)
                if (i == (len - 1) || arr[i + 1] == '+' || arr[i + 1] == '*' || arr[i + 1] == '/' || arr[i + 1] == ')'||(i != 0 && Character.isDigit(arr[i-1]))) {
                    System.out.println("error type : '(' ->"+ arr[i]);
                    return false;
                }
            } else if (arr[i] == ')') {
                checkNum--;
                //判定规则(1.不能位于首位 2.后面不能是前括号 3.括号计数不能小于0，小于0说明前面少了前括号)
                if (i == 0 || (i < (len - 1) && arr[i + 1] == '(') || checkNum < 0) {
                    System.out.println("error type : ')' ->"+ arr[i]);
                    return false;
                }
            }else{
                //非数字和运算符
                System.out.println("error type : not number and operator ->"+ arr[i]);
                return false;
            }
        }
    }

    //如果集合中有值，取出来判断这个数字整体是否合法
    if(digit_list.size()>0) {
        //判断字符串是否合法
        boolean result = getNumberStringFromList(digit_list);
        if(result){
            //如果合法，清空集合，为了判断下一个
            digit_list.clear();
        }else{
            //不合法，返回false
            return false;
        }
    }

    //不为0,说明括号不对等，可能多前括号
    if(checkNum!=0){
        return false;
    }
    return true;
}

/**
 * 把集合中的字符，拼接成字符串，并校验字符串是否是数值
 * @param list
 * @return
 */
private boolean getNumberStringFromList(List<Character> list){
    //如果集合中有值，取出来判断这个数字整体是否合法
    if(list != null){
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        for(Character character : list){
            stringBuffer.append(character);
        }
        //正则判断数字是否合法
        boolean result = isNumber(stringBuffer.toString());

        if(!result){
            System.out.println("error type: digit ->"+stringBuffer.toString());
        }
        return result;
    }
    return false;
}
/** * 判断字符串是否为整数，浮点数类型，是返回true * @param str * @return */public static boolean isNumber(String str){    Pattern pattern = Pattern.compile("^-?([1-9]\\d*\\.\\d+|0\\.\\d*[1-9]\\d*|[1-9]\\d*|0)$");    Matcher isNum = pattern.matcher(str);    if( !isNum.matches() ){        return false;    }    return true;}

测试案例： 

false案例：

2+2.

2+000.3

2+0023

2+a

2)+1  

+2-3

2+(3

2+4)

2+6/

2+6+

2+6*

2+()+3

2+(3+3)+8)+9

等。

循环控制语句

在程序设计中，如果需要重复执行某些操作，就要用到循环结构。使用循环结构时，要明确两个问题：需要重复执行的是哪些操作（循环体）？这些操作在什么情况下执行（循环条件）？。

while语句

一般形式：
while(表达式)
	循环体语句;
while(表达式)
{
	循环体语句;
}

表达式的值为 真 时，循环执行，知道表达式的值为 假 时终止执行并执行下一条语句。
应用
输入成绩，根据输入的成绩判断分数所在等级 优秀（score>=90）、良（90>score>=70）、及格（70>score>=60）、不及格(60>score>=40)、很差(40>score>=0)
例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//输入成绩，根据输入的成绩判断分数所在等级  优秀（score>=90）、良（90>score>=70）、及格（70>score>=60）、不及格(60>score>=40)、很差(40>score>=0)
int main()
{
	//定义
    int score;
    int i = 0;
    while(i < 10){
    i++;
    //1.提示输入成绩
    printf("请输入第%d次成绩\n",i);
    //2.接收输入的成绩
    scanf("%d",&score);
    //3.选择嵌套
    //如果大于等于90
	if(score >= 90){
     //输出优秀；
      printf("优秀！\n");
  }else if(score >= 70){
						printf("良！\n");//否则
				}
   else if(score >= 60){
						printf("及格！\n");
						}
   else if(score >= 40){
						printf("不及格！\n");
								}
   else{
						printf("很差！\n");
		}
     }
	system("pause");
	return 0;
}

由此可见：

1. while语句中的表达式可以是任何合法的表达式。
2. 循环体语句包含多条时可用大括号包含起来.

for语句

一般形式：
for(表达式1;表达式2;表达式3;)
	循环体语句;
for(表达式1;表达式2;表达式3;)
	{
		循环体语句;
		循环体语句;
		......
	}

1. 表达式1，用来指定循环变量的初始值，指定循环的起点。
2. 表达式2，条件表达式，用来判断循环的变量是否满足执行循环的条件。
3. 表达式3，步长表达式，用来改变循环变量的值。
4. 循环体语句，反复执行的操作。
5. 表达式之间用分号分隔。

#include <stdio.h>

int main()
{
  int sum = 0;

  int i;

  for (i = 1; i <= 50; i++)
  {
    sum += i;
  }

  printf("1和50之间(包括1和50）的整数之和为%d\n", sum);

  return 0;
}

1. 若循环体语句有多条语句组成，必须用大括号把他们括起来，变成一条复合语句。否则，只会循环执行紧跟其后的的一条语句。
2. for语句中的三个语句的执行顺序，与书写顺序并不相同，表达式3,的执行顺序在执行循环体语句之后。

do…while语句

for语句和while语句都是在循环体执行前，先判断条件是否成立在决定是否执行循环体，若条件不成立则一次都不会执行。
do-while语句略有不同，它先执行循环体在判断条件是否成立，也就是说无论循环条件是否成立它都会会至少执行一次循环体。

一般形式：
do {

	循环体语句;
	
}while(表达式);

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{

int i = 0;
	/*while(1){
    printf("XXX很帅！\n");
    }*/
    do{
    i++;
		printf("XXX很帅！\n");
        if(i == 10){
			break;
        }
    }while(1);
	system("pause");
	return 0;
}

break和continue语句

break语句

强制循环结束，一旦执行了break语句则提前结束了循环，不在继续执行break语句之后的语句，常与if语句配合使用，条件满足时跳出循环。

continueyu语句

continue语句的作用是跳过本轮循环，即跳过循环体中的continue语句后面的语句，继续下一轮循环。

break与continue的区别在于，break结束循环，而continue只是跳过跳过后面的语句继续循环。