如何从字符串中解析公式？

Question

例如，我有字符串 ((data1 + data2) ^ data3) / data4，我希望我的小程序获取该字符串并执行如下操作：

int main(int argc, char **argv) {

    double data1 = 1.0;
    double data2 = 2.0;
    double data3 = 3.0;
    double data4 = 4.0;

    double result = parse_formula("((data1 + data2) ^ data3) / data4");

    printf("Result is %d\n", result);
    return 0;
}

标准库中有这样的解析器吗？如果没有，我如何自己制作这样的解析器？

Answer 1

标准库中没有这个函数，没有。

有很多库，我不打算在这里推荐一个。

请注意，任何库都不允许 "automatic" 通过名称访问您程序的变量；它们在运行时不可用。您将不得不找到一个支持变量的表达式计算器，并在尝试计算公式本身之前在计算器中初始化变量。

Answer 2

标准库中没有现成的解析表达式的东西，没有。但是，自己滚动 parser/evaluator 是一个很好的练习。我不想破坏乐趣，但这里有一些想法：

想法是首先将输入字符串解析为某种表示表达式的数据结构（通常是某种树结构），然后 'evaluate' 该数据结构具有一些给定的变量绑定。

数据结构可能是tagged union，像这样：

enum ValueType {
 ConstantValue, VariableValue, Addition, Division
};

struct Value {
  enum ValueType type;

  /* The 'representation' of the value. */
  union {
     int constantValue;
     const char *variableValue;
     struct {
       struct Value *summand1;
       struct Value *summand2;
     } additionValue;
     struct {
       struct Value *dividend;
       struct Value *divisor;
     } divisionValue;
  } repr;
};

对于解析部分，我建议阅读 'recursive descent' 解析器，这部分很容易理解和手写。目标是定义一个函数

Value *parse( const char *s );

其中 returns 给定字符串的表示形式。

评估部分非常简单，适合递归。目标是定义一个函数

int eval( const Value *v, ??? bindings );

...其中 ??? 是适合保存变量绑定的某种类型（例如，到 int 映射的字符串）。根据给定值的'type'进行算术运算，例如：

int eval( const Value *v, ??? bindings ) {
  switch ( v->type ) {
    case ConstantValue:
      return v->repr.constantValue;
    case Addition:
      return eval( v->repr.additionValue.summand1 ) + eval( v->repr.additionValue.summand2 );
    ...

Answer 3

有很多可用的解析器，包括 C++ 和普通 C。对于 C++，有 muParser：

http://beltoforion.de/article.php?a=muparser&hl=en&s=idPageTop#idPageTop

对于 C，我发现了这个看起来很有前途的小东西：

https://github.com/codeplea/tinyexpr

如何从字符串中解析公式？

How to parse a formula from a string?

c

parsing