使用C语言计算中缀表达式的最简单方法是什么？

Question

假设用户将中缀表达式作为字符串输入？使用C语言计算该表达式的结果最简单的方法是什么？(“最简单”是指最短的方法)

可能的方法是将其转换为后缀表达式，然后使用栈来计算。但这是一个相对较长的过程。是否有使用诸如atoi()或eval()等函数来简化工作的方法？

- Biswajyoti Das

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更改标题大小写 - 请不要将您的标题大写，Biswajyoti Das - Johnno Nolan

如果你想要最短的，看这里：https://dev59.com/j3NA5IYBdhLWcg3whuR_#928804 - Dour High Arch

该解决方案不考虑运算符优先级（也称作BODMAS）——这可能并非必需，但我想指出来。 - Martin B

Answer 1

C语言本身没有内置的“eval”函数，但有一些库可以提供该功能。

我强烈推荐使用TinyExpr。它是一个自由开源的C代码，实现了从字符串中进行数学计算。TinyExpr只有1个C文件，大约500行代码。我认为你不会找到比这更简短或更容易实现（而不仅仅是玩具示例）的方法。

以下是一个完整的使用示例，应该演示了它的易用性：

#include "tinyexpr.h"
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("%f\n", te_interp("5 * 5", 0)); //Prints 25
    return 0;
}

如果您想自己构建表达式求解器，我建议从TinyExpr源代码入手。它非常简洁易懂，容易跟随。

- mollykk

Answer 2

当然，最有教育意义的方法（也可能是最简单的方法，一旦你知道如何做）是学习如何编写自己的递归下降解析器。在C中编写中缀表达式的解析器并不是很长。

这里是Eli Bendersky关于解析的一系列博客文章之一（这篇与你最相关，但我强烈推荐阅读全部）。它包含一个中缀表达式解析器的源代码 - 尽管是在Python中编写的，而不是C，但转换应该相对简单，并且您将在此过程中学到很多。

- Martin B

Answer 3

你需要解析字符串。在C中（正如大多数静态语言一样），没有eval()函数，因此你需要编写自己的解析器或者找到某个库来帮助你。

由于大多数易于使用的解析器都是为C++而不是C编写的，我更愿意使用一个完全可嵌入的语言。我最喜欢的是Lua，如果不包括库，它可以非常轻量级。而且，其语法比C更好，所以你的用户可能会更喜欢它。

当然，Lua是一个完整的编程语言，因此可能不适合，或者可能在其他方面有所帮助（使扩展应用程序更容易）。

- Javier

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这是我回答类似问题时提供的代码片段，用Lua实现了表达式求值：https://dev59.com/VUjSa4cB1Zd3GeqPF4Tb#1157717 - RBerteig

如果你只是在评估数学表达式，Lua并不是“轻量级”的！使用专门为此目的制作的库。 - Imbue

Answer 4

一种简洁（可能不是很短）的方法是构建一棵树，就像编译器一样。

例如，假设您有表达式“2+3”。'+'将成为头部。'2'将成为左子节点，而'3'将成为右子节点。

由于每个表达式都会评估一个值，因此可以针对无限复杂的表达式扩展此树：只需要按每个运算符的优先级排序即可。低优先级运算符（如'+'）放在顶部，而高优先级运算符（如'*'）放在底部。然后从下往上在树上评估表达式。

- bkritzer

Answer 5

你需要构建某些脚本语言的解释器。

- vitaly.v.ch

Answer 6

将字符串转换为操作数和运算符的令牌数组。 将中缀令牌数组转换为逆波兰式数组。 在方程式变成逆波兰式后，您可以从堆栈中弹出令牌并对其进行操作。

请参阅维基百科关于逆波兰式的文章。它展示了如何进行转换和计算。

- Robert Deml