如何以编程方式将字符串转换为数学表达式

Question

我是 C# 的初学者。 我在将字符串转换为数学表达式时遇到问题。 我有一个用户界面，用户可以在其中使用随机公式字段创建公式。 在另一个 UI 中，用户将输入这些公式字段。

例如，第一次公式可能是(a+b)^n而另一个公式可能是((a+b+c)^n+b) 。

在我的计算用户界面中，第一次用户将为 a、b、n 提供输入，而对于第二个公式，用户将为 a、b、c、n 提供输入。 任何人都可以帮助我了解如何以编程方式获得两个公式的结果吗？ 提前致谢

Answer 1

应该这样做：

public class StringToFormula
{
    private string[] _operators = { "-", "+", "/", "*","^"};
    private  Func<double, double, double>[] _operations = {
        (a1, a2) => a1 - a2,
        (a1, a2) => a1 + a2,
        (a1, a2) => a1 / a2,
        (a1, a2) => a1 * a2,
        (a1, a2) => Math.Pow(a1, a2)
    };

    public double Eval(string expression)
    {
        List<string> tokens = getTokens(expression);
        Stack<double> operandStack = new Stack<double>();
        Stack<string> operatorStack = new Stack<string>();
        int tokenIndex = 0;

        while (tokenIndex < tokens.Count) {
            string token = tokens[tokenIndex];
            if (token == "(") {
                string subExpr = getSubExpression(tokens, ref tokenIndex);
                operandStack.Push(Eval(subExpr));
                continue;
            }
            if (token == ")") {
                throw new ArgumentException("Mis-matched parentheses in expression");
            }
            //If this is an operator  
            if (Array.IndexOf(_operators, token) >= 0) {
                while (operatorStack.Count > 0 && Array.IndexOf(_operators, token) < Array.IndexOf(_operators, operatorStack.Peek())) {
                    string op = operatorStack.Pop();
                    double arg2 = operandStack.Pop();
                    double arg1 = operandStack.Pop();
                    operandStack.Push(_operations[Array.IndexOf(_operators, op)](arg1, arg2));
                }
                operatorStack.Push(token);
            } else {
                operandStack.Push(double.Parse(token));
            }
            tokenIndex += 1;
        }

        while (operatorStack.Count > 0) {
            string op = operatorStack.Pop();
            double arg2 = operandStack.Pop();
            double arg1 = operandStack.Pop();
            operandStack.Push(_operations[Array.IndexOf(_operators, op)](arg1, arg2));
        }
        return operandStack.Pop();
    }

    private string getSubExpression(List<string> tokens, ref int index)
    {
        StringBuilder subExpr = new StringBuilder();
        int parenlevels = 1;
        index += 1;
        while (index < tokens.Count && parenlevels > 0) {
            string token = tokens[index];
            if (tokens[index] == "(") {
                parenlevels += 1;
            }

            if (tokens[index] == ")") {
                parenlevels -= 1;
            }

            if (parenlevels > 0) {
                subExpr.Append(token);
            }

            index += 1;
        }

        if ((parenlevels > 0)) {
            throw new ArgumentException("Mis-matched parentheses in expression");
        }
        return subExpr.ToString();
    }

    private List<string> getTokens(string expression)
    {
        string operators = "()^*/+-";
        List<string> tokens = new List<string>();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        foreach (char c in expression.Replace(" ", string.Empty)) {
            if (operators.IndexOf(c) >= 0) {
                if ((sb.Length > 0)) {
                    tokens.Add(sb.ToString());
                    sb.Length = 0;
                }
                tokens.Add(c);
            } else {
                sb.Append(c);
            }
        }

        if ((sb.Length > 0)) {
            tokens.Add(sb.ToString());
        }
        return tokens;
    }
}

像这样调用类和方法：

string formula = "type your formula here"; //or get it from DB
StringToFormula stf = new StringToFormula();
double result = stf.Eval(formula);

Answer 2

我认为这是解决方案

 Expression e = new Expression("((a+b+c)^n+b)");
 e.Evaluate();

Answer 3

公式评估的方法有很多，看看吧。 只需输入您的输入，将字符串中的a 、 b 、 n字符替换a用户提供的值，并使用上述方法之一解析方程。

Answer 4

string input= "(12 + 4 * 6) * ((2 + 3 * ( 4 + 2 ) ) ( 5 + 12 ))";       
    string str4 = "(" + input`enter code here`.Replace(" ", "") + ")";
            str4 = str4.Replace(")(", ")*(");
            while (str4.Contains('('))
            {
                string sub1 = str4.Substring(str4.LastIndexOf("(") + 1);
                string sub = sub1.Substring(0, sub1.IndexOf(")"));
                string sub2 = sub;
                string str21 = sub2.Replace("^", "~^~").Replace("/", "~/~").Replace("*", "~*~").Replace("+", "~+~").Replace("-", "~-~");
                List<string> str31 = str21.Split('~').ToList();
                while (str31.Count > 1)
                {
                    while (str31.Contains("*"))
                    {
                        for (int i = 0; i < str31.Count; i++)
                        {
                            if (str31[i] == "*")
                            {
                                val = Convert.ToDouble(str31[i - 1]) * Convert.ToDouble(str31[i + 1]);
                                str31.RemoveRange(i - 1, 3);
                                str31.Insert(i - 1, val.ToString());
                            }
                        }
                    }
                    while (str31.Contains("/"))
                    {
                        for (int i = 0; i < str31.Count; i++)
                        {
                            if (str31[i] == "/")
                            {
                                val = Convert.ToDouble(str31[i - 1]) / Convert.ToDouble(str31[i + 1]);
                                str31.RemoveRange(i - 1, 3);
                                str31.Insert(i - 1, val.ToString());
                            }
                        }
                    }
                    while (str31.Contains("+"))
                    {
                        for (int i = 0; i < str31.Count; i++)
                        {
                            if (str31[i] == "+")
                            {
                                val = Convert.ToDouble(str31[i - 1]) + Convert.ToDouble(str31[i + 1]);
                                str31.RemoveRange(i - 1, 3);
                                str31.Insert(i - 1, val.ToString());
                            }
                        }
                    }
                    while (str31.Contains("-"))
                    {
                        for (int i = 0; i < str31.Count; i++)
                        {
                            if (str31[i] == "-")
                            {
                                val = Convert.ToDouble(str31[i - 1]) - Convert.ToDouble(str31[i + 1]);
                                str31.RemoveRange(i - 1, 3);
                                str31.Insert(i - 1, val.ToString());
                            }
                        }
                    }
                }
                str4 = str4.Replace("(" + sub + ")", str31[0].ToString());
            }

            string sum = str4;

Answer 5

我想到的最结构化的方法是定义由运算符符号（在您的情况下显然是 +、-、*、/ 和 ^）和操作数组成的语法； 然后，如果定义语法中存在输入的派生，则派生基本上是表达式树，然后可以递归遍历，同时将运算符直接转换为实际操作。 我承认描述有点模糊，但好的解析可能有点困难。 也许看看LL 解析器会有所帮助。

Answer 6

将字符串转换为数学表达式

var s3 = "3 - 4 + 5 * 9"

var s4 = NSExpression(format: s3).expressionValue(with: nil, context: nil) as! 双 // 44.0

答案：44