“+”量词没有发挥作用？答案

【问题标题】："+" Quantifier not doing its job?“+”量词没有发挥作用？
【发布时间】：2014-06-08 15:06:14
【问题描述】：

我是一名新手程序员，用 JavaScript 为学校项目制作了一个简单的计算器，我没有使用 eval() 来计算字符串，而是创建了自己的函数 calculate(exp)。

基本上，我的程序使用运算顺序（PEMDAS，或括号、指数、乘法/除法、加法/减法）来评估字符串表达式。我的正则表达式模式之一是这样的（“mdi”表示乘法/除法）：

mdi = /(-?\d+(\.\d+)?)([\*\/])(-?\d+(\.\d+)?)/g;    // line 36 on JSFiddle

这是做什么的：

-?\d+ 找到一个整数
(\.\d+)? 匹配小数点（如果有的话）
[\*\/] 匹配使用的运算符（* 或 / 用于乘法或除法）
/g 匹配字符串表达式中的每个出现。

我用下面的代码循环这个正则表达式的匹配：

while((res = mdi.exec(exp)) !== null) {    // line 69 on JSFiddle
    exp = exp.replace(mdi,
        function(match,$1,$3,$4,$5) {
            if($4 == "*")
                return parseFloat($1) * parseFloat($5);
            else
                return parseFloat($1) / parseFloat($5);
        });
    exp = exp.replace(doN,"");    // this gets rid of double negatives
}

但是，这并不总是有效。它仅适用于绝对值小于 10 的数字。我无法对 24 和 -5232000321 等数字执行任何操作，即使正则表达式应与 + 量词匹配。它适用于小数字，但当数字大于 10 时会崩溃并耗尽我的大部分 CPU。

例如输入5*.5表达式时，输出2.5，但输入75*.5并回车时，程序停止。

我不太确定这里发生了什么，因为由于某种原因我无法找到错误的根源 - 即使我的代码中到处都有 console.log() 进行调试，但我认为它没有任何显示这个正则表达式有问题。发生了什么？

完整的代码（到目前为止）在JSFiddle.net，但请注意它可能会崩溃。如果您有任何其他建议，也请告诉我。

感谢您的帮助。

【问题讨论】：

尝试删除 g 标志
另外，这是编写计算器解析器的一种非常复杂的方法。如果这就是你正在做的事情。
@BenjaminGruenbaum 再说一次，我不是专业人士，我不确定该怎么做。如果您有任何建议，请告诉我。
听起来你可能有一个catastrophic backtracking 的案例。考虑到字符串 '123*456' 还包括字符串 '23*456'、'3*456'、'123*45' 和许多其他组合。您需要检测“令牌”（例如多位数字）的开始和结束位置。
子模式\d+(\.\d+)? 无法匹配没有前导数字的浮点数，例如.5。

标签： javascript regex match

【解决方案1】：

问题是

bzp = /^.\d/;
while((res = bzp.exec(result)) !== null) {
  result = result.replace(bzp,
    function($match) {
      console.log($match + " -> 0 + " + $match);
      return "0" + $match;
    });
}

它不断在前面添加零，没有限制。

删除该代码效果很好。

我还清理了您的代码，声明了变量，并使其更易于维护：Demo

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您有任何其他建议，也请告诉我。

正如 cmets 中所指出的，通过迭代应用正则表达式来解析您的输入是非常临时的。更好的方法是为您的输入语言实际构造一个grammar 并基于它进行解析。这是一个与您的输入语言基本匹配的示例语法：

expr ::= term ( additiveOperator term )*
term ::= factor ( multiplicativeOperator factor )*
expr ::= number | '(' expr ')'

additiveOperator ::= '+' | '-'
multiplicativeOperator ::= '*' | '/'

这里的语法与正则表达式非常相似，其中括号表示组，* 表示零次或多次重复，|表示替代品。用单引号括起来的符号是文字，而其他一切都是象征性的。请注意，此语法不处理一元运算符（根据您的帖子，听起来您假设负数只有一个负号，可以由 number 解析器解析）。

有几个用于 JavaScript 的解析器生成器库，但我更喜欢组合器样式的解析器，其中解析器是在运行时按功能构建的，而不必运行单独的工具来为您的解析器生成代码。 Parsimmon 是一个不错的 JavaScript 组合解析器，而且 API 很容易理解。

解析器通常会返回某种与解析语法相对应的树数据结构（即abstract syntax tree）。然后遍历这个数据结构来计算算术表达式的值。

我创建了a fiddle demonstrating parsing and evaluating of arithmetic expressions。我没有将任何这些集成到您现有的计算器界面中，但如果您能理解如何使用解析器

【讨论】：

【解决方案3】：

由于可用的排列和组合的数量，数学表达式不使用正则表达式进行解析和计算。到目前为止，更快的方法是 POST FIX 表示法，因为其他表示法没有这个快。正如他们在维基百科上提到的：

在逆波兰符号与代数的比较测试中符号，已发现反向波兰语会导致更快计算，有两个原因。因为逆波兰计算器可以不需要为表达式加上括号，需要更少的操作输入以执行典型计算。此外，用户逆波兰计算器比其他类型的计算器犯的错误更少计算器。后来的研究表明，增加的速度从反向波兰表示法可能归因于较小的数字输入此符号所需的击键次数，而不是较小的对其用户的认知负担。然而，轶事证据表明反向波兰符号比用户更难学习代数符号。

全文：Reverse Polish Notation

您还可以在这里看到比正则表达式更好的其他表示法。

Calculator Input Methods

因此，我建议您将算法更改为更有效的算法，我个人更喜欢 POST FIX。

【讨论】：