构建数学表达式解析器/评估器？答案

【问题标题】：Building a math expression parser/evaluator?构建数学表达式解析器/评估器？
【发布时间】：2015-02-05 18:06:50
【问题描述】：

我正在尝试用 Java 构建自己的数学表达式解析器，我知道那里有很多脚本管理引擎。但我想构建自己的，只是为了参与。

但是，我一直在进步中遇到困难。所以我开始思考是否有更好的写法。这是我的做法：

（同时我假设输入是合法的）唯一合法的运算符是：+ - * / ^ ( )

我从用户那里得到一个字符串表达式输入。然后我开始循环通过字符串输入来寻找“（”如果我找到了一个我计算其中的值然后用结果替换子表达式字符串。

我应该继续这样编程还是应该采取其他方法？是否有任何教程解释了如何实现这一点（不是代码 - 只是一般的理论）？

如有任何帮助，我们将不胜感激。

【问题讨论】：

就我个人而言，我认为自己动手是很愚蠢的，但如果你坚持，你应该看看一个有效的解析器，看看它是如何工作的，并使用你学到的东西来构建自己的解析器。我建议你看看ANTLR。这至少会教你如何编写自己的语法。 ANTLR 将根据您的语法文件生成解析器，然后您可以以多种不同的方式使用解析器。生成的解析器可能会让您了解如何自己滚动。祝你好运！
这是一个很好的练习，但你应该开始只支持+ - * / - 在你拥有这部分working 之后，你可以计划如何扩展它以支持电源和括号。
@JNYRanger：学习从来都不是傻事，编写解析器是更好地理解编程语言的好方法。我不确定我是否会推荐阅读解析器生成器的输出；它往往对人类不友好......
@AasmundEldhuset 您说的完全正确，学习永远不会傻。然而，重新发明轮子往往是无用的，但如果它是出于教育目的，那么是的，它并非毫无意义。通常，我同意解析器生成器对人类不友好，但是如果您使用简单的语法（例如在 OP 的问题中），ANTLR 的输出对于生成的代码来说非常优雅
@JNYRanger：很有趣，我显然应该花点时间看看 ANTLR。（当然，如果这是针对某些生产系统的，我同意解析器生成器是可行的方法，但从问题来看并不像那样。）

【解决方案1】：

您应该查看Shunting Yard Algorithm，它允许您解析包括运算符优先级和括号在内的代数表达式。

此外，您可能对 Abstract Syntax Trees 表示解析表达式的结果感兴趣，您可以在其上做进一步的工作，如漂亮地打印和评估表达式。

【讨论】：

如果您这样做是为了教育，我会推荐两者，但从抽象语法树方法开始。调车场算法构建并隐含抽象语法树，当您学习时，可能更容易调试/推理您是否可以看到显式树并将其与您的预期进行比较。放入调试语句也很酷，让您可以观察正在构建的树然后使用它。

【解决方案2】：

您可能想要创建一个recursive descent parser，这是解析相当简单的语言的标准方法。从本质上讲，它是一种更结构化的方式来实现您所描述的“搜索括号并在其中评估表达式”方法。不过，请确保在开始之前熟悉递归。

【讨论】：