Как разобрать формулу из строки?

Question

Например, у меня есть строка ((data1 + data2)^data3)/data4, и я хочу, чтобы моя маленькая программа, чтобы получить эту строку и сделать что-то вроде этого:

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; 
} 

Есть такой анализатор в стандартной библиотеке? Если нет, как бы я сам сделал такой парсер?

Answer 1

Нет ничего готового в стандартной библиотеке для разбора выражений, нет. Тем не менее, это отличное упражнение для того, чтобы самостоятельно развернуть анализатор/оценщик. Я не хочу испортить веселье, но вот несколько мыслей:

Идея состоит в том, чтобы сначала разобрать входную строку в какую-то структуру данных, которая представляет выражение (обычно какую-то древовидную структуру), а затем " оценить "эту структуру данных с некоторыми заданными привязками переменных.

Структура данных может быть tagged union, что-то вроде этого:

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; 
}; 

Для синтаксического анализа, то я предлагаю прочитать на анализаторах «рекурсивных», площадь которого довольно легко понять и писать вручную , Цель состоит в том, чтобы определить функцию

Value *parse(const char *s); 

, которая возвращает представление для данной строки.

Оценка часть довольно проста и поддается рекурсии. Цель состоит в том, чтобы определить функцию

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

... где ??? бы некоторый тип необходимости для проведения связывания переменных (например, строка int отображения). В зависимости от «типа» данного значения, он будет выполнять арифметические операции, например:

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 2

В стандартной библиотеке такой функции нет, нет.

Существует множество библиотек, и я не буду рекомендовать их здесь.

Обратите внимание: никакая библиотека не позволит «автоматическому» доступу по имени к вашим переменным вашей программы; они недоступны во время выполнения. Вам нужно будет найти оценщика выражений с поддержкой переменных и инициализировать переменные в оценочном устройстве, прежде чем пытаться оценить формулу.

Answer 3

Есть целый ряд анализаторов доступных, как в C++ и обычный C. Для C++ есть muParser:

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

Для CI нашел эту малышку, которая выглядит многообещающе:

https://github.com/codeplea/tinyexpr