c++ - 如何存储多次插件解析的函数表达式？

Question

如题所示，我的程序需要多次读取多个函数表达式并插入不同的变量。每次我需要插入一个新值时都重新解析整个表达式肯定太丑陋了，所以我需要一种方法来存储解析后的表达式。

表达式可能类似于 2x + sin(tan(5x)) + x^2。哦，还有非常重要的一点——我使用的是 C++。

目前我有三个想法，但都不是很优雅:

1. 将 S 表达式存储为树；通过重复评估它。它可能 是处理这个问题的老派方法，但它很丑陋，我会 必须处理不同数量的参数(例如 + 与 sin)。

2. 使用 boost::lambda 编写匿名函数。它可能工作得很好， 但我个人不喜欢提升。

3. 编写一个小的 python/lisp 脚本，使用它的原生 lambda 表达式并用 IPC 调用它...好吧，这太疯狂了。

那么，有什么想法吗？

更新:

我没有尝试实现对括号和只有一个参数的函数的支持，比如 sin()。

我先尝试了第二种方式；但我没有使用 boost::lambda，而是 gcc 的一个特性，它可以用来创建(假的)匿名函数，我从 here 中找到了它。 .生成的代码有 340 行，并且由于范围界定和堆栈的细微问题而无法正常工作。

使用 lambda 无法使它变得更好；而且我不知道它是否可以正确处理范围界定。很抱歉没有测试 boost::lambda。

将解析后的字符串存储为 S 表达式肯定可行，但实现会更长——可能约 500 行？我的项目不是那种几万行代码的庞然大物，花那么大的精力去维护那种不常使用的扭曲代码，似乎不是什么好主意。

所以最后我尝试了第三种方法——太棒了! Python 脚本只有 50 行，非常简洁易读。但是，另一方面，它也会使 python 成为我的程序的先决条件。在 *nix 机器上还不错，但在 Windows 上……我想非程序员安装 Python 会非常痛苦。 lisp 也是如此。

不过，我最终的解决方案是将 bc 作为子进程打开。在大多数情况下，这可能是一个糟糕的选择，但是，它很适合我。

另一方面，对于仅在 *nix 下工作或已经有 python 作为先决条件的项目，如果表达式足够简单可以用手写解析器解析，我个人推荐第三种方法。如果它非常复杂，就像 Hurkyl 所说的，您可以考虑创建一种迷你语言。

Answer 1

为什么不使用专门为这种目的而设计的脚本语言呢？有几种这样的语言在流传，但我的经验是使用 lua。

我“一直”用lua来做这种事。嵌入和解析这样的表达式的代码非常小。它看起来像这样(未经测试):

std::string my_expression = "2*x + math.sin( math.tan( x ) ) + x * x";

//Initialise lua and load the basic math library.
lua_State * L = lua_open();
lua_openmath(L);

//Create your function and load it into lua
std::string fn = "function myfunction(x) return "+my_expression+"end";
luaL_dostring( L, fn.c_str(), fn.size() );

//Use your function

for(int i=0; i<10; ++i)
{
  // add the function to the stack
  lua_getfield(L, LUA_GLOBALSINDEX, "myfunction");
  // add the argument to the stack 
  lua_pushnumber(L, i);
  // Make the call, using one argument and expecting one result.
  // stack looks like this : FN ARG
  lua_pcall(L,1,1)
  // stack looks like this now : RESULT
  // so get the result and print it 
  double result = lua_getnumber(L,-1);
  std::cout<<i<<" : "<<result<<std::endl;
  // The result is still on the stack, so clean it up.
  lua_pop(L,1);
}