Java - 扩展简单的递归下降解析器

Question

我编写了这个简单的递归解析器方法，用于计算简单的算术表达式(仅包含 +、-、* 和/)。

但是，我目前陷入了一些困境:

1. 如何实现括号识别？
2. 如何实现一元运算符的识别？例如一元减号 (-) 和阶乘 (!)

3. 如何实现函数的识别？例如正弦(x)

   private static double eval(String s) {
   
       if (s.charAt(0) == '-' || s.charAt(0) == '+') {
           s = "0" + s;
       }
   
       if (s.indexOf("+") > -1) {
           return (eval(s.substring(0, s.indexOf("+"))) + eval(s.substring(s.indexOf("+") + 1, s.length())));
       } else if (s.indexOf("-") > -1) {
           return (eval(s.substring(0, s.indexOf("-"))) - eval(s.substring(s.indexOf("-") + 1, s.length())));
       } else if (s.indexOf("*") > -1) {
           return (eval(s.substring(0, s.indexOf("*"))) * eval(s.substring(s.indexOf("*") + 1, s.length())));
       } else if (s.indexOf("/") > -1) {
           return (eval(s.substring(0, s.indexOf("/"))) / eval(s.substring(s.indexOf("/") + 1, s.length())));
       } else if (s.indexOf("^") > -1) {
           return (Math.pow(evaluate(s.substring(0, s.indexOf("^"))), evaluate(s.substring(s.indexOf("^") + 1, s.length()))));
       }
   
       return Double.parseDouble(s);
   }
   

感谢任何帮助。提前致谢!

Answer 1

它看起来很宽泛，但我会尝试在这里写下我的想法，而不是难以理解的评论。

1. 查找括号可能很棘手，因为有些括号用于优先级，有些用于函数参数。我要做的就是首先查找 '('。如果它跟随 function，则跳过它，否则遍历后面的所有字符，直到 '(' == ')' 的数量，这将是您传递给 eval 的内容， () 之前、 () 和 ) 之后的所有内容都将单独调用 eval()。

2. 对于一元运算符“-”，您很可能需要查找表达式中的前一个字符。像这样的东西:

   } else if (s.indexOf("-") > -1) { // keeping this index would make more sense now
      if char at index -1 from '-' in list of characters indicating unary operator
         return -eval(s.substring(s.indexOf("-")+1, s.length())));
   
   else {
   return (eval(s.substring(0, s.indexOf("-"))) - 
     eval(s.substring(s.indexOf("-") + 1, s.length())));
       }
   }
   

这些字符绝对是括号、其他运算符或者“-”的索引为 0。只需问问自己如何识别一元运算符并在此处应用相同的规则。

同样的方法也适用于“!”:

if(s.indexOf("!") > -1) {
    return fact(eval(s.substring(s.indexOf("-") + 1, s.length())));
}

编辑: 正如OP正确注意到的那样，这种方法会跳过一些表达式部分，所以对函数和一元运算符要做什么:

return eval(everything before + eval(expression)+ everything after);

函数看起来与一元运算符完全相同，您只需要弄清楚优先级，因此只需在查找运算符之前识别“sin(”即可。然后应用与一元运算符相同的方法。 如果找到函数，则删除最后一个右括号。

return fun(eval(rest of expression));

希望这些想法对您有所帮助。