将包含数学问题的文本文件转换为包含这些问题答案的文本文件

Question

我目前正在尝试编写一个代码，该代码接受用户的输入，要求他们打开一个包含数学问题的文件，然后输出一个包含这些问题答案的文件。我已经到处寻找某种解决方案，但这些是我得到的最接近的：

文本文件内容：

2 + 2

3 * 3

4.5 - 2.3

-8.8 + 1.2

2 ^ 4

8.9 / 2.3

5 % 3

-2 * -2

尝试 1：

input_file_name = input("What file would you like to open? ")
output_file_name = input("What file would you like to write to? ")

with open(input_file_name,"r") as input_file:
    contents = input_file.readlines()
    num = "".join(contents)
    contents_length = len(num)

with open(output_file_name, "w") as output_file:
    while contents_length >= 0:
        num = num.replace("^","**") # change the ^ to ** so python can properly do the function
        contents_value = exec(num)

        contents_length = contents_length - 1

    output_file.write(str(contents_value))

我收到的文本文件会返回“无”

尝试 2：

input_file_name = input("What file would you like to open? ")
output_file_name = input("What file would you like to write to? ")

infile = open(input_file_name, "r")
outfile = open(output_file_name, "w")

lines = infile.readlines()

i = len(lines) - 1

while i >= 0:
    ans = eval(lines[i])
    outfile.write(str(ans))
    i = i - 1

infile.close()
outfile.close()

并且文本文件中有 423.86956521739130476-7.60000000000000052.294 在文件中。

所以，我真的不确定还能做什么。任何帮助将不胜感激。

Answer 1

你需要单独处理每一行，但是这段代码

num = "".join(contents)

将所有行组合成一个字符串。

另一个问题是不需要的小数位。您可以使用 round 函数解决此问题。下面的代码直接从脚本中读取数据，但是很容易让它适应从文件中读取数据，或者使用.readlines，或者通过简单地循环文件对象。

data = '''\
2 + 2
3 * 3
4.5 - 2.3
-8.8 + 1.2
2 ^ 4
8.9 / 2.3
5 % 3
-2 * -2
'''.splitlines()

for line in data:
    line = line.replace('^', '**')
    s = round(eval(line), 6)
    print(s)

输出

4
9
2.2
-7.6
16
3.869565
2
4

该输出是使用 Python 3 创建的。在 Python 2 上，它不是很干净：所有内容都将被写为浮点数。

Python 2 输出

4.0
9.0
2.2
-7.6
16.0
3.869565
2.0
4.0

---

我假设您知道 eval 和 exec 通常应该避免使用，因为它们可能存在安全风险。有关详细信息，请参阅 SO 老将 Ned Batchelder 的Eval really is dangerous。但是我想你在这里没有太多选择，你可以保证输入文件不会包含恶意代码。

Answer 2

您在第二次尝试中几乎得到了正确答案。每次将内容写入文件时只需添加一个换行符，我认为它会正确格式化

outfile.write(str(ans) + '\n')

PS我没有测试过，请检查是否有语法错误

Answer 3

是的，你想使用 eval() 而不是 exec() 是对的。

看起来你只需要在每个解决方案之后写一个换行符，即

outfile.write('\n')

Answer 4

为了论证，我想证明您根本不必使用eval 来解决您的问题！作为PM 2Ring has warned，使用eval 或exec 是一种安全隐患，以防您正在评估的字符串有可能被恶意第三方篡改。许多人忽略了这种安全风险，但如果您阅读my favourite answer in the subject，您会看到一个非常简单的示例，即通过调用eval 来执行python 之外的任意程序。因此，应该永远不要在不是 100% 受信任和控制的来源上使用 eval/exec。

回到你的问题，你的例子看起来模式总是val1 OP val2，即带有中缀数学运算符的两个数字（可能是负数，可能是浮点数）。这种结构非常简单，您可以（而且我相信应该）为它编写自己的解析器。这证明了通过以一种安全的方式明确处理我们期望的输入，我们可以保证我们的程序在无效和恶意输入上中断。

这是一个返回输入的一行（一个表达式）结果的函数：

import operator

def evaluate(expr):
    '''Evaluate expressions of the form `val1 OP val2`; OP is in [+,-,/,*,%,^]'''
    ops = {
        '+': operator.add,
        '-': operator.sub,
        '*': operator.mul,
        '/': operator.truediv,
        '%': operator.mod,
        '^': operator.pow,
        }
    # gather operators and put minus last so we can handle negative numbers right
    opskeys = list(ops)
    ind = opskeys.index('-')
    implemented_ops = opskeys[ind+1:] + opskeys[:ind+1]

    for opnow in implemented_ops:
        if opnow in expr:
            val1,op,val2 = expr.rpartition(opnow)
            # convert the numbers to floats, or ints in case they are integral
            val1,val2 = (int(val) if val.is_integer() else val
                         for val in map(float,[val1,val2]))
            break
    else:
        raise ValueError('Invalid input line "{}"!'.format(expr))

    return ops[op](val1,val2) # or round(...,digits) see PM 2Ring's answer

该函数接受单行输入，找到适当的数学运算符，使用该字符分割行，然后计算结果。它使用 dispatch dict 根据字符选择实际的数学运算符；一个好处是我们甚至不必转换幂运算符。我们将整数输入转换为整数，其余的保留为浮点数。

该函数最后处理减法，这确保负数不会与其他所有运算符混淆计算。这并不完全是万无一失的：如果有一个无效的行包含意想不到的和负数，我们可能会从val1/val2 的第一次转换中得到一个ValueError到float。从负数或类似的极端情况中减去数字时，它也可能会中断。可以在代码中添加进一步的保护措施（例如捕获来自float() 的异常）；我的意思是证明您可以非常轻松地使用安全可控的方法，而不是 eval。

使用您的数据运行的示例（再次向 PM 2Ring 提示）加上故意无效的输入行：

data = '''\
2 + 2
3 * 3
4.5 - 2.3
-8.8 + 1.2
2 ^ 4
8.9 / 2.3
5 % 3
-2 * -2
3 @ 4
'''.splitlines()

for line in data:
    print(evaluate(line))

交互式shell中的相应输出：

4
9
2.2
-7.6000000000000005
16
3.8695652173913047
2
4
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
  File "foo.py", line 26, in evaluate
    raise ValueError('Invalid input line "{}"!'.format(expr))
ValueError: Invalid input line "3 @ 4"!