3

Есть строки:

string f1 = "sin(x)^2+662^2";
string f2 = "e^2+e^5";

После операций замены необходимо получить:

f1 == "Math.Pow(sin(x),2)+Math.Pow(662,2)"
f2 == "Math.Exp(2)+Math.Exp(5)"

Моя цель создать примитивный парсер математических выражений. Как я понимаю выполнить мою задачу реально через Regex, но составить pattern для замены я не могу

3
  • 2
    Согласно правилам сообщества вопросы не должны сводится к завершению задач за автора. Приведите пример вашей реализации и задайте вопрос с описанием конкретных проблем.
    – null
    12 мая 2015 в 8:44
  • 4
    Вы пытаетесь решить сложную задачу негодными средствами. Вам нужен парсер арифметических выражений.
    – VladD
    12 мая 2015 в 8:49
  • Если вам дан исчерпывающий ответ, отметьте его как верный (галка напротив выбранного ответа). 13 мая 2015 в 6:10

2 ответа 2

12

Для начала строим синтаксический и лексический анализаторы (парсер и лексер). Возьмём для этого ANTLR4.

grammar Calculator;

/// Parser

prog: expr+ ;

expr : expr '^' expr                  # Pow
     | expr op=('+'|'-') expr         # AddSub
     | expr op=('*'|'/') expr         # MulDiv
     | VAL                            # Val
     | fun=('sin'|'cos') '(' expr ')' # Function
     | '(' expr ')'                   # Parens
     ;

/// Lexer

VAL : [0-9]+ ( '.' [0-9]+ )?;
MUL : '*';
DIV : '/';
ADD : '+';
SUB : '-';
POW : '^';
SIN : 'sin';
COS : 'cos';
WS  : (' '|'\r'|'\n') -> channel(HIDDEN);

Дальше с помощью паттерна Visitor обходим синтаксическое дерево:

public class CalculatorVisitor : CalculatorBaseVisitor<string>
{
    private static readonly Dictionary<int, string> FunctionMap = new Dictionary<int, string> {
        { CalculatorParser.SIN, "Math.Sin" },
        { CalculatorParser.COS, "Math.Cos" },
    };

    public override string VisitPow (CalculatorParser.PowContext context)
    {
        return "Math.Pow(" + Visit(context.expr(0)) + "," + Visit(context.expr(1)) + ")";
    }

    public override string VisitMulDiv (CalculatorParser.MulDivContext context)
    {
        return Visit(context.expr(0)) + context.op.Text + Visit(context.expr(1));
    }

    public override string VisitAddSub (CalculatorParser.AddSubContext context)
    {
        return Visit(context.expr(0)) + context.op.Text + Visit(context.expr(1));
    }

    public override string VisitVal (CalculatorParser.ValContext context)
    {
        return context.VAL().GetText();
    }

    public override string VisitFunction (CalculatorParser.FunctionContext context)
    {
        return FunctionMap[context.fun.Type] + "(" + Visit(context.expr()) + ")";
    }

    public override string VisitParens (CalculatorParser.ParensContext context)
    {
        return "(" + Visit(context.expr()) + ")";
    }
}

И наконец, преобразовываем строку:

const string input = "(1+1)^2*(2+2)^3+sin(10.5)^2";
Console.WriteLine(new CalculatorVisitor().Visit(
    new CalculatorParser(new CommonTokenStream(
        new CalculatorLexer(new AntlrInputStream(input)))).prog()));

Получаем на выходе:

Math.Pow((1+1),2)*Math.Pow((2+2),3)+Math.Pow(Math.Sin(10.5),2)

P.S. Ногами не пинать, первый раз в жизни вижу ANTLR.

2

Как я понимаю выполнить мою задачу реально через Regex

Нет. Точнее, не совсем. Предпросмотр назад должен позволить написать корректный парсинг, но, формально, регулярными выражениями такая задача не решается.

Моя цель создать примитивный парсер математических выражений.

Вот его и надо создавать. Выражение парсится за один проход по нему. Возведение в степень немного усложняет задачу, если оно выполняется справа налево.

C#

Если ты собираешься потом его программно скомпилировать получившуюся строку как код на C# (что вообще-то нехорошо), то лучше сделай то же самое, но как код на VB.NET - в нём не потребуются замены, про которые ты спрашиваешь.

6
  • C# поддерживает \G, поэтому сам токинайзер пишется в несколько строк.
    – KoVadim
    12 мая 2015 в 9:22
  • @KoVadim, токенайзер или парсер?
    – Qwertiy
    12 мая 2015 в 9:24
  • 1
    токинайзер - тот который разберет на токены. На шарпе никогда не пробовал, но на перле писал - это буквально по две строки на каждый тип токена. (если у нас числа, арифметика, скобки и функции - 8-9 строк кода). А потом, обычной обратной польской записью ещё немного кода и готово.
    – KoVadim
    12 мая 2015 в 9:27
  • @KoVadim, я про токенайзер и не спорю. А вот с парсером ничего хорошего не получится. Разбить на токены можно одной регуляркой (причём без \G), потом по ним пройти рекурсивной функцией и построить дерево (и без польской записи). Делал такое на шапре - вроде проблем не возникало :)
    – Qwertiy
    12 мая 2015 в 9:31
  • делая дерево Вы делаете ту же польскую запись, просто делаете это рекурсивно. А обратная польская запись тем и хороша, что она делает все без рекурсии. Но это дело вкуса и оперативки с процессором. А вот как разделять одной регуляркой - это конечно интересно, я в принципе догадываюсь, но хотелось бы посмотреть на этот вариант.
    – KoVadim
    12 мая 2015 в 9:34

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.