C++实现对数学基本运算表达式的解析

本文介绍了如何使用C++实现数学基本运算表达式的解析,包括处理括号、乘除优先级、正负号等问题。通过递归处理括号和运算符,实现了四则运算的计算。详细伪代码和完整实现代码见链接。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

代码地址如下:
http://www.demodashi.com/demo/11078.html

前段时间在LeetCode上刷题,遇到了很多涉及对字符串进行解析的题目。可能是出于这个原因,最近迷恋上了字符串的解析问题。数学基本运算表达式的解析就涉及这类问题。所谓数学基本运算表达式的解析就是指给定一个表达式字符串,如1 + 1,3 * 9,对这个字符串进行解析,从而得到这个表达式的运算结果。(数学基本运算表达式也就是只用加减乘除进行计算的数学表达式)

其实站在我的角度来看,我觉得对数学基本运算表达式的解析还是有一定难度的。因为如果一开始没有正确的思路,我们是很难找到这个问题的着手点的,毕竟解析数学基本运算表达式需要考虑到的问题是有点多的,以下,我把其中主要的问题列举出来:

  • 乘除法优先计算
  • 括号里的内容优先计算
  • 表达式中的数字前可能存在正负号

这些问题如果得不到恰当的处理,就会使解析过程失败。

在实现解析数学基本运算表达式之前,我们首先得弄清楚哪些表达式是合法的,哪些表达式是不合法的。以下我将列举C/C++等语言中,一些合法与不合法的表达式:

/* 合法 */
7 + 22 + 7 * 27
6 + -13 * 23 / -30 / 35
24 - +34
10 + (3 * 9) / 8


/* 不合法 */
abc + 123  // abc不是数字
1 + 2 *  // *后缺少数字
6 + + 12  // 不能连用加号
8 - 
使用boost::sprirt编写的表达式解析器,代码很容易扩展,功能很强大,适合做功能强大的客户化定义程序。 -----------表达式解析--------- 已定义的函数有:PI,SIN,COS,TAN,,ABS,EXP,LOGN,POW,SQRT,FORMAT,LENGTH,SUBSTR 强制类型转换请使用:(数据类型)数据 例如:(int) "100" 的值为int型100 已定义的变量有:var1=123,var2=this is a string 请输入您的表达式>>1+2 计算结果:3 XML格式显示计算过程: <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <!DOCTYPE parsetree SYSTEM "parsetree.dtd"> <!-- 1+2 --> <parsetree version="1.0"> <parsenode rule="add_expr"> <value>+</value> <parsenode rule="integer_const"> <value>1</value> </parsenode> <parsenode rule="integer_const"> <value>2</value> </parsenode> </parsenode> </parsetree> 计算结果数据类型:integer 计算结果:3 请输入您的表达式>>"ab"+"cd" 计算结果:"abcd" XML格式显示计算过程: <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <!DOCTYPE parsetree SYSTEM "parsetree.dtd"> <!-- "ab"+"cd" --> <parsetree version="1.0"> <parsenode rule="add_expr"> <value>+</value> <parsenode rule="string_const"> <value>"ab"</value> </parsenode> <parsenode rule="string_const"> <value>"cd"</value> </parsenode> </parsenode> </parsetree> 计算结果数据类型:string 计算结果:abcd 请输入您的表达式>>format("1+2=%d",1+2) 计算结果:format("1+2=%d",3) XML格式显示计算过程: <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <!DOCTYPE parsetree SYSTEM "parsetree.dtd"> <!-- format("1+2=%d",1+2) --> <parsetree version="1.0"> <parsenode rule="function_identifier"> <value>format</value> <parsenode rule="exprlist"> <parsenode rule="string_const"> <value>"1+2=%d"</value> </parsenode> <parsenode rule="add_expr"> <value>+</value> <parsenode rule="integer_const"> <value>1</value> </parsenode> <parsenode rule="integer_const"> <value>2</value> </parsenode> </parsenode> </parsenode> </parsenode> </parsetree> 计算结果数据类型:string 计算结果:1+2=3 请输入您的表达式>>PI() 计算结果:PI() XML格式显示计算过程: <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <!DOCTYPE parsetree SYSTEM "parsetree.dtd"> <!-- PI() --> <parsetree version="1.0"> <parsenode rule="function_identifier"> <value>PI</value> </parsenode> </parsetree> 计算结果数据类型:double 计算结果:3.1415926535897931 请输入您的表达式>>cos(1.5) 计算结果:cos(1.5) XML格式显示计算过程: <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <!DOCTYPE parsetree SYSTEM "parsetree.dtd"> <!-- cos(1.5) --> <parsetree version="1.0"> <parsenode rule="function_identifier"> <value>cos</value> <parsenode rule="double_const"> <value>1.5</value> </parsenode> </parsenode> </parsetree> 计算结果数据类型:double 计算结果:0.070737201667702906 请输入您的表达式>>q
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