合理地解析科学记数法？

Question

我希望能够编写一个函数，它将科学计数法中的数字作为字符串接收，并将系数和指数作为单独的项目从中分离出来。我可以只使用一个正则表达式，但传入的数字可能没有被规范化，我希望能够规范化然后分解部分。

一位同事使用 VB6 获得了部分解决方案，但还没有完全实现，如下面的文字记录所示。

cliVe> a = 1e6
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 10 exponent: 5 

应该是 1 和 6

cliVe> a = 1.1e6
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.1 exponent: 6

正确

cliVe> a = 123345.6e-7
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.233456 exponent: -2

正确

cliVe> a = -123345.6e-7
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.233456 exponent: -2

应该是 -1.233456 和 -2

cliVe> a = -123345.6e+7
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.233456 exponent: 12

正确

有什么想法吗？顺便说一句，Clive 是一个基于 VBScript 的 CLI，可以在我的weblog 找到。

Answer 1

"scientific notation regexp" 上的 Google 显示了许多匹配项，包括使用了的 this one（不要使用它！！！！）

*** warning: questionable ***
/[-+]?[0-9]*\.?[0-9]+([eE][-+]?[0-9]+)?/

其中包括诸如 -.5e7 和 +00000e33 之类的情况（您可能不想允许这两种情况）。

相反，我强烈建议您使用 Doug Crockford 的 JSON website 中的语法，该语法明确记录了 JSON 中数字的构成。这是从该页面获取的相应语法图：

_{（来源：json.org）}

如果您查看他的json2.js 脚本的第 456 行（在 javascript 中与 JSON 的安全转换），您会看到这部分正则表达式：

/-?\d+(?:\.\d*)?(?:[eE][+\-]?\d+)?/

具有讽刺意味的是，这与他的语法图不匹配....（看起来我应该提交一个错误）我相信实现该语法图的正则表达式是这个：

/-?(?:0|[1-9]\d*)(?:\.\d+)?(?:[eE][+\-]?\d+)?/

如果你也想允许一个初始的 +，你会得到：

/[+\-]?(?:0|[1-9]\d*)(?:\.\d+)?(?:[eE][+\-]?\d+)?/

根据自己的喜好添加捕获括号。

我还强烈建议您充实一堆测试用例，以确保您包含您想要包含（或不包含）的那些可能性，例如：

allowed:
+3
3.2e23
-4.70e+9
-.2E-4
-7.6603

not allowed:
+0003   (leading zeros)
37.e88  (dot before the e)

祝你好运！

Answer 2

根据评分最高的答案，我将正则表达式稍微修改为 /^[+\-]?(?=.)(?:0|[1-9]\d*)?(?:\.\d*)?(?:\d[eE][+\-]?\d+)?$/。

这提供的好处是：

1. 允许匹配像.9 这样的数字（我将(?:0|[1-9]\d*) 设置为可选的?）
2. 防止仅匹配开头的运算符并防止匹配零长度字符串（使用前瞻，(?=.)）
3. 阻止匹配 e9，因为它需要在科学记数法之前添加 \d

我的目标是用它来捕捉重要的数字和做重要的数学。所以我也打算用这样的捕获组来分割它：/^[+\-]?(?=.)(0|[1-9]\d*)?(\.\d*)?(?:(\d)[eE][+\-]?\d+)?$/。

如何从中获得有效数字的解释：

1. 整个捕获是您可以交给parseFloat()的号码
2. 匹配项 1-3 将显示为未定义或字符串，因此将它们组合起来（将 undefined 替换为 ''）应该给出可以从中提取有效数字的原始数字。

这个正则表达式还可以防止匹配左填充零，JavaScript 有时会接受，但我已经看到它会导致问题并且不会对有效数字添加任何内容，因此我认为防止左填充零是一个好处（尤其是在表单中）。但是，我确信可以修改正则表达式以吞噬左填充的零。

我看到这个正则表达式的另一个问题是它与90.e9 或其他此类数字不匹配。但是，我发现这种匹配或类似匹配极不可能，因为科学记数法中的惯例是避免此类数字。虽然您可以在 JavaScript 中输入它，但您也可以轻松输入 9.0e10 并获得相同的有效数字。

更新

在我的测试中，我还发现了它可以匹配'.' 的错误。所以前瞻应该修改为(?=\.\d|\d)，这会导致最终的正则表达式：

/^[+\-]?(?=\.\d|\d)(?:0|[1-9]\d*)?(?:\.\d*)?(?:\d[eE][+\-]?\d+)?$/

Answer 3

这是我刚刚快速编写的一些 Perl 代码。

my($sign,$coeffl,$coeffr,$exp) = $str =~ /^\s*([-+])?(\d+)(\.\d*)?e([-+]?\d+)\s*$/;

my $shift = length $coeffl;
$shift = 0 if $shift == 1;

my $coeff =
  substr( $coeffl, 0, 1 );

if( $shift || $coeffr ){
  $coeff .=
    '.'.
    substr( $coeffl, 1 );
}

$coeff .= substr( $coeffr, 1 ) if $coeffr;

$coeff = $sign . $coeff if $sign;

$exp += $shift;

say "coeff: $coeff exponent: $exp";