279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
1

Парсер арифметических выражений

20.07.2017, 22:01. Показов 6143. Ответов 33
Метки нет (Все метки)

Пишу парсер мат. выражений. Столкнулся с проблемкой: как обозначить унарные операции + и - ?
Есть мапа приоритетов:
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
std::map<char, std::size_t> prior;
prior.insert(std::make_pair("+", 1));
prior.insert(std::make_pair("-", 1));
prior.insert(std::make_pair("*", 2));
prior.insert(std::make_pair("/", 2));
prior.insert(std::make_pair("%", 2));
prior.insert(std::make_pair("^", 3));
prior.insert(std::make_pair("!", 3));
prior.insert(std::make_pair("(+)", 4));
prior.insert(std::make_pair("(-)", 4));
Я решил взять эти операции в скобки. Является ли это решение корректным?

Добавлено через 1 минуту
Так же хотелось узнать стоит ли туда запихивать различные мат.функции и лепить им приоритет?

Добавлено через 43 секунды
C++
1
prior.insert(std::make_pair("sin", 5));
и тд.
0
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
20.07.2017, 22:01
Ответы с готовыми решениями:

Парсер арифметических выражений
Добрый вечер, пишу простенький парсер для разбора выражений, содержащих рациональные числа. Вот...

Реализовать парсер арифметических выражений (файловый ввод/вывод, задача №80 acmp)
задача №80 acmp Тождество (Время: 1 сек. Память: 16 Мб Сложность: 32%) Вам необходимо...

Написать парсер математических выражений с функцией упрощения этих выражений
Люди, здравствуйте. Есть такая задача: написать упроститель выражений. На вход подается строка...

Вычисление арифметических выражений
У меня есть пример к которому надо написать программу чтоб его посчитала. Так вот я ее сделал но...

33
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
20.07.2017, 22:42 2
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
Столкнулся с проблемкой: как обозначить унарные операции + и - ?
Никак.
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
#include <iostream>
 
class Operation
{
public:
    Operation(){}
    Operation(int _priority,Operation*root):priority(_priority)
    {
        //корень - самый правый узел дерева, с приоритетом не ниже чем у этого выражения
        while(root->right && root->right->priority<=priority)
            root=root->right;
        //правый аргумент корневой оператии, теперь будет левым аргументом новой операции
        left=root->right;
        //правого аргумента у этой операции пока нетути
        right=nullptr;
        //а сама новая операция - будет правым аргументом корневой
        root->right=this;
    }
    virtual double calculate()const{return right->calculate();}
 
    const int priority=0;
    Operation*left=nullptr;
    Operation*right=nullptr;
};
 
class Const:public Operation
{
public:
    //приоритет "вшит" в конструктор
    Const(Operation*root,double _value):Operation(100500,root),value(_value){}
    double calculate()const{return value;}
    const double value;
};
 
class UnaryPlus:public Operation
{
public:
    UnaryPlus(Operation*root):Operation(100500,root){}
    double calculate()const{return -right->calculate();}
};
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    Operation root;
    new UnaryPlus(&root);
    new Const(&root,10);
    std::cout<<root.calculate()<<std::endl;
    return 0;
}
0
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
20.07.2017, 22:47  [ТС] 3
Renji,
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
Я решил взять эти операции в скобки.
а чем это не подойдет?
0
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
20.07.2017, 23:00 4
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
а чем это не подойдет?
1) Не стандартный доступ к мапе. Типа, если у нас унарная операция - добавь, парсер, скобочки, если бинарная - не добавляй. Тогда уж проще по двум мапам разнести.
2) Само выражение как хранится? Если как у меня, полиморфными объектиками, вам один фиг будет нужно по case'+': на каждый полиморфный объектик на стадии разбора выражения. И все эти таблицы остаются неудел. Если в форме структурок с кодом операции, вам для исполнения выражения понадобится switch по этому коду. А значит батарею case вы все равно получите, плюс табличка в нагрузку. Ну и нафига оно надо?
0
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
20.07.2017, 23:08  [ТС] 5
Цитата Сообщение от Renji Посмотреть сообщение
Само выражение как хранится?
сделал фабрикой

Добавлено через 4 минуты
Renji, на данный момент написано:
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <cmath>
#include <cctype>
#include <cassert>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <memory>
#include <functional>
 
// abstract class stack
 
template<typename T>
class stack
{
private:
    std::vector<T> _data;
public:
    inline void        push(T value) { _data.push_back(value); }
    inline T           pop() { assert(!_data.empty()); T ret = _data.back(); _data.pop_back(); return ret; }
    inline T           top() const { return _data.back(); }
    inline std::size_t size() const { return _data.size(); }
    inline void        clear() { _data.clear(); }
    inline bool        empty() { return _data.empty(); }
};
 
// operations
// abstract class operation
 
class operation
{
public:
    virtual void exec(stack<double> &stack) const = 0;
    virtual ~operation() = default;
};
 
class op_add : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg1 = stack.pop();
        double arg2 = stack.pop();
 
        stack.push(arg2 + arg1);
    }
};
 
class op_subtract : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg1 = stack.pop();
        double arg2 = stack.pop();
 
        stack.push(arg2 - arg1);
    }
};
 
class op_multiply : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg1 = stack.pop();
        double arg2 = stack.pop();
 
        stack.push(arg2 * arg1);
    }
};
 
class op_divide : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg1 = stack.pop();
        double arg2 = stack.pop();
        if (arg1 == 0)
            throw std::logic_error("division by zero");
 
        stack.push(arg2 / arg1);
    }
};
 
class op_mod : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg1 = stack.pop();
        double arg2 = stack.pop();
 
        stack.push(std::fmod(arg2, arg1));
    }
};
 
class op_pow : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg1 = stack.pop();
        double arg2 = stack.pop();
 
        stack.push(std::pow(arg2, arg1));
    }
};
 
class op_fact : public operation
{
    double fact(double val) const
    {
        if (val == 0)
            return 1;
        return val * fact(val - 1);
    }
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg = stack.pop();
 
        stack.push(fact(arg));
    }
};
 
class op_unary_plus : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const override
    {
        double arg = stack.pop();
 
        stack.push(arg);
    }
};
 
class op_unary_minus : public operation
{
public:
    void exec(stack<double> &stack) const final override
    {
        double arg = stack.pop();
 
        stack.push(-arg);
    }
};
 
// factory
 
class ops_factory
{
public:
    using object_uptr = std::unique_ptr<operation>;
    using creator_function = std::function<object_uptr(void)>;
 
private:
    std::map<char, creator_function> _creation_data;
 
private:
    ops_factory() = default;
    ops_factory(const ops_factory &) = delete;
 
public:
    static ops_factory & instance()
    {
        static ops_factory factory;
        return factory;
    }
 
    static void register_creation(char key, creator_function creator)
    {
        ops_factory & factory = instance();
 
        factory._creation_data[key] = creator;
    }
 
    static object_uptr create_object(char key)
    {
        const ops_factory & factory = instance();
 
        const auto iter = factory._creation_data.find(key);
        if (iter == factory._creation_data.end()) {
            throw std::invalid_argument("ops_factory: bad key");
        }
 
        creator_function creator = iter->second;
        return creator();
    }
};
 
// registration
 
namespace creator_functions
{
    std::unique_ptr<operation> create_op_add()
    {
        return std::make_unique<op_add>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_subtract()
    {
        return std::make_unique<op_subtract>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_multiply()
    {
        return std::make_unique<op_multiply>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_divide()
    {
        return std::make_unique<op_divide>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_mod()
    {
        return std::make_unique<op_mod>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_pow()
    {
        return std::make_unique<op_pow>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_fact()
    {
        return std::make_unique<op_fact>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_unary_plus()
    {
        return std::make_unique<op_unary_plus>();
    }
 
    std::unique_ptr<operation> create_op_unary_minus()
    {
        return std::make_unique<op_unary_minus>();
    }
}
 
class static_registrator
{
private:
    static_registrator()
    {
        ops_factory & factory = ops_factory::instance();
 
        factory.register_creation('+', &creator_functions::create_op_add);
        factory.register_creation('-', &creator_functions::create_op_subtract);
        factory.register_creation('*', &creator_functions::create_op_multiply);
        factory.register_creation('/', &creator_functions::create_op_divide);
        factory.register_creation('%', &creator_functions::create_op_mod);
        factory.register_creation('^', &creator_functions::create_op_pow);
        factory.register_creation('!', &creator_functions::create_op_fact);
        factory.register_creation(-'+', &creator_functions::create_op_unary_plus);
        factory.register_creation(-'-', &creator_functions::create_op_unary_minus);
    }
 
    static static_registrator _instance;
};
 
static_registrator static_registrator::_instance;
 
// parse expression
 
class expression_parser
{
    std::map<char, std::size_t> prior;
    std::string str;
public:
    expression_parser(std::string & str) : str(str)
    {
        prior.insert(std::make_pair('+', 1));
        prior.insert(std::make_pair('-', 1));
        prior.insert(std::make_pair('*', 2));
        prior.insert(std::make_pair('/', 2));
        prior.insert(std::make_pair('%', 2));
        prior.insert(std::make_pair('^', 3));
        prior.insert(std::make_pair('!', 3));
        prior.insert(std::make_pair(-'+', 4));
        prior.insert(std::make_pair(-'-', 4));
    }
 
    ~expression_parser() = default;
 
    double calculate()
    {
        stack<char> oper;
        stack<double> stack;
 
        if (!balance_brackets(str))
            throw std::invalid_argument("expression is incorrect: error bracket");
 
        str.erase(std::remove(str.begin(), str.end(), ' '), str.end());
 
        for (std::size_t i = 0; i < str.length(); ++i)
        {
            if (str[i] == '(')
                oper.push(str[i]);
 
            else if (str[i] == ')')
            {
                while (oper.top() != '(')
                    process_operation(stack, oper.pop());
                oper.pop();
            }
 
            else if (is_operation(str[i]))
            {
                char cur_oper = str[i];
                if ((str[i] == '+' || str[i] == '-') && (0 == i || (!std::isdigit(str[i - 1]) && str[i - 1] != '.' && str[i - 1] != ')' && str[i - 1] != '!')))
                    cur_oper = -cur_oper;
                while (!oper.empty() && prior[oper.top()] >= prior[cur_oper])
                    process_operation(stack, oper.pop());
                oper.push(cur_oper);
            }
 
            else
            {
                std::string value;
                while (i < str.length() && (std::isdigit(str[i]) || str[i] == '.'))
                    value += str[i++];
                i--;
                stack.push(std::stod(value));
            }
        }
 
        while (!oper.empty())
            process_operation(stack, oper.pop());
 
        return stack.top();
    }
 
private:
    inline bool is_operation(char ch)
    {
        return ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '^' || ch == '!';
    }
 
    inline bool balance_brackets(std::string & str)
    {
        int brackets = 0;
        for (auto ch : str)
        {
            brackets += (ch == '(');
            brackets -= (ch == ')');
            if (brackets < 0) return false;
        }
        
        return brackets == 0;
    }
 
    inline void process_operation(stack<double> & stack, char op_sign)
    {
        auto op_object = ops_factory::instance().create_object(op_sign);
        op_object->exec(stack);
    }
};
 
int main()
{
    std::string str = "(((10+1)*(5+6*(3+1))+4*(3+1)))-5!";
    expression_parser param(str);
    std::cout << ">> " << str << std::endl;
    std::cout << "result: " << param.calculate() << std::endl;
    system("pause>>void");
    return 0;
}
быдлосорс, но буду фиксить
0
Заблокирован
20.07.2017, 23:16 6
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
Пишу парсер мат. выражений. Столкнулся с проблемкой: как обозначить унарные операции + и - ?
Не думал завести enum для токенов?
0
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
20.07.2017, 23:32  [ТС] 7
daun-autist, по-моему с ним только сорс разрастётся
0
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
20.07.2017, 23:37 8
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
Renji, на данный момент написано:
1) Дело конечно же хозяйское, но зачем там stack? В смысле, чем не устраивает решение в котором промежуточные данные складываются в стандартный стек, а не его наколеночный аналог? Единственное преимущество которое я вижу - stack не грозит переполнение. Но если у вас там выражения не на сто тысяч операторов, едва ли такое преимущество актуально.
2) Долго думал нафига эти фабрики.
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
#include <iostream>
#include<sstream>
 
class Operation
{
public:
    Operation(){}
    Operation(int _priority,Operation*root):priority(_priority)
    {
        //корень - самый правый узел дерева, с приоритетом не ниже чем у этого выражения
        while(root->right && root->right->priority<=priority)
            root=root->right;
        //правый аргумент корневой оператии, теперь будет левым аргументом новой операции
        left=root->right;
        //правого аргумента у этой операции пока нетути
        right=nullptr;
        //а сама новая операция - будет правым аргументом корневой
        root->right=this;
    }
    virtual double calculate()const{return right->calculate();}
 
    const int priority=0;
    Operation*left=nullptr;
    Operation*right=nullptr;
};
 
class Const:public Operation
{
public:
    Const(Operation*root,double _value):Operation(100500,root),value(_value){}
    double calculate()const{return value;}
    const double value;
};
 
class Plus:public Operation
{
public:
    Plus(Operation*root):Operation(1,root)
    {
        if(!left)
            throw std::runtime_error("Ops..");
    }
    double calculate()const{return left->calculate()+right->calculate();}
};
 
class Mull:public Operation
{
public:
    Mull(Operation*root):Operation(2,root)
    {
        if(!left)
            throw std::runtime_error("Ops..");
    }
    double calculate()const{return left->calculate()*right->calculate();}
};
 
void parser(Operation*root,std::istream&stream)
{
    while(stream.peek()!=EOF)
    {
        switch(stream.peek())
        {
        case'+':
            new Plus(root);
            stream.get();
            break;
        case'*':
            new Mull(root);
            stream.get();
            break;
        default:
        {
            int x;
            stream>>x;
            new Const(root,x);
        }
        }
    }
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    Operation root;
    std::stringstream stream("2+2*2");
    parser(&root,stream);
    std::cout<<root.calculate()<<std::endl;
    return 0;
}
0
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
21.07.2017, 10:22  [ТС] 9
Renji, идея кажется бредовой, но все же выскажусь: что если заюзать такую мапу:
C++
1
std::map<std::pair<std::string, bool>, std::size_t>
т.к. пары лексикографически сравниваются и при распознавании унарной операции менять состояние була?
0
803 / 530 / 158
Регистрация: 27.01.2015
Сообщений: 3,017
Записей в блоге: 1
21.07.2017, 10:39 10
zarko97, не пробовал использовать boost spirit?
0
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
21.07.2017, 10:40  [ТС] 11
Ferrari F1, нельзя буст юзать
0
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
21.07.2017, 14:15 12
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
т.к. пары лексикографически сравниваются и при распознавании унарной операции менять состояние була?
Сделайте просто два map, один для унарных операций, другой для бинарных.
0
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
21.07.2017, 14:44  [ТС] 13
Renji, тогда мне две фабрики делать придется
0
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
21.07.2017, 16:12 14
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
Renji, тогда мне две фабрики делать придется
Ну так нормально напишите фабрику и распил одной фабрики на две большой бедой не будет. Серьезно, у меня от вашего кода складывается ощущение что в ТЗ было "подмести плац ломом" ("а мне не надо быстрее, мне нужно чтобы ты за...мучался").
C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
struct Operation
{
    std::function<double(std::stack<double>&)> calculate;
    int priority;
};
 
Operation factory(char c)
{
    switch(c)
    {
    case'+':
        return {[](std::stack<double>&stack)
            {
                const auto A=stack.top();
                stack.pop();
                const auto B=stack.top();
                stack.pop();
                return A+B;
            },1};
    case'*':
        return {[](std::stack<double>&stack)
            {
                const auto A=stack.top();
                stack.pop();
                const auto B=stack.top();
                stack.pop();
                return A*B;
            },2};
    }
}
 
int main()
{
    Operation op=factory('+');
    std::stack<double> stack;
    stack.push(2);
    stack.push(2);
    std::cout<<op.calculate(stack)<<std::endl;
    return 0;
}
1
279 / 39 / 13
Регистрация: 11.10.2015
Сообщений: 405
21.07.2017, 17:24  [ТС] 15
Цитата Сообщение от Renji Посмотреть сообщение
подмести плац ломом
и чем тут плоха фабрика?
0
803 / 530 / 158
Регистрация: 27.01.2015
Сообщений: 3,017
Записей в блоге: 1
21.07.2017, 17:25 16
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
C++
1
2
std::map<char, std::size_t> prior;
prior.insert(std::make_pair("+", 1));
почему тут двойные кавычки вокруг плюса?

а не лучше ли так:
C++
1
prior.emplace('+', 1);
?
0
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
21.07.2017, 17:29 17
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
и чем тут плоха фабрика?
Во-первых, в ней std::map который никогда не будет также быстр и компактен как switch. Во-вторых, все эти register_creation тупо громоздкие. Городить весь этот огород, ради того чтобы потом вызвать фабрику в одном единственном месте - из пушки по воробьям.
0
803 / 530 / 158
Регистрация: 27.01.2015
Сообщений: 3,017
Записей в блоге: 1
21.07.2017, 18:36 18
zarko97,
Цитата Сообщение от zarko97 Посмотреть сообщение
C++
1
prior.insert(std::make_pair("+", 1));
если все таки нужно вставить элемент, можно так сделать
C++
1
prior.insert({"+", 1});
0
2758 / 1912 / 569
Регистрация: 05.06.2014
Сообщений: 5,561
21.07.2017, 18:38 19
Цитата Сообщение от Ferrari F1 Посмотреть сообщение
если все таки нужно вставить элемент, можно так сделать
emplace("+",1) тогда уж.
0
803 / 530 / 158
Регистрация: 27.01.2015
Сообщений: 3,017
Записей в блоге: 1
21.07.2017, 19:37 20
Renji, emplace уже был мною упомянут), но рекции не последовало, хотя zarko97 был в сети.

Поэтому подумал, что мб ему нужон был именн инсерт

Добавлено через 56 минут
Хотя в данном случае у zarko97 должен выполниться инсерт принимающий r value ссыль,
тогда в этом случае встает вопрос, что лучше перемещение или емпласе ?
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
21.07.2017, 19:37
Помогаю со студенческими работами здесь

Распараллеливание арифметических выражений
Здравствуйте. Есть задача - распараллелить вычисление арифмитического выражения, подобное виду ...

Вычисление арифметических выражений
Здраствуйте. Меня волнует такой вопрос по С++ - вот я к примеру хочу вычислить какое-нибудь...

Табулирование арифметических выражений
Написать программу для вычисления табулированных значении функции y = f(x) на интервале от xn до xk...

Разбор арифметических выражений
Здравствуйте друзья снова я к вам за помощью конечно вопрос может покажется банальным, но то ли...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2023, CyberForum.ru