使用数字和字符运算符创建表达式

Question

我正在尝试从两个或多个数字和字符运算符创建和表达式。确切的情况是，我有两个数字，例如。

    float a = 10.1, b = 10.2;

和字符运算符

    char ch = '+';

现在我必须创建一个表达式，如下所示

    float c = 10.1 '+' 10.2;

也就是说，我想在两个浮点数之间应用char变量"ch“中提到的运算符。所以在这种情况下，字符是'+‘，所以我想创建一个表达式，其中两个浮点值都将被添加，如果是'-’，那么减法等等。所有的值实际上都是由用户提供的，所以我想创建一个表达式，然后执行操作。

现在我想到的一个解决方案是为不同的运算符切换情况，这将会起到作用。另一条如下：

    float a = 10.1, b = 20.3;
    char ch = '+';
    string result = "";
    ostringstream os;
    os << a;
    result += os.str();
    os.str("");
    os << b;
    result += ch + os.str();

现在，我编写了上面的代码片段，以便可以基于用户输入创建表达式，然后返回该表达式，以便可以在另一个过程中对其求值。

我不确定这是否可能。我的意思是，切换情况的解决方案似乎很好，我在这里计算表达式本身并返回输出值，但只是想知道是否有一种方法将表达式返回到另一个函数，然后在那里计算它。在tcl脚本语言中，我们有一个命令"expr“，它做同样的工作，所以我想知道我们是否有这样的能力在c++中做同样的事情。任何帮助都将不胜感激。

Answer 1

我认为你问题的关键在于将expression作为一个对象来考虑。您正在使用C++，有些人认为它是一种面向对象的编程语言，对吧？:)考虑编写一个遵循Composite Pattern的class Expression。Expression可能只是一个简单的值：

Expression(10.1)

它还可以表示添加两个从属Expression：

Expression(Expression(10.1) + Expression(20.3))

或者给你进一步的提示：

Expression('+', Expression(10.1), Expression(20.3))

让Expression保留表达式的运算符和操作数，而不实际计算它。然后你可以在程序中的一个地方自由地构造它，然后将它传递到另一个地方来实际计算它的值。

Answer 2

C++有丰富的表达式解析库。虽然我自己还没有用过其中的任何一个，但我听说过muParser的一些好消息。

Answer 3

假设这是另一项任务/家庭作业，并且您不追求功能齐全的表达式解析器，下面是尽可能简单的解决方案：

#include <iostream>
#include <sstream>

using std::stringstream;
using std::cout;
using std::endl;

float compute(float a, float b, char op) {
    switch(op) {
    case '+':
        return a + b;
    case '-':
        return a - b;

    // You may add more operations in the similar way.

    default:
        cout << "Operation is not supported." << endl;
    }

    return 0;
}

int main() {
    // These guys are here to simulate user input.
    float input_a  = 10.1;
    float input_b  = 20.3;
    char  input_op = '+';

    stringstream ss;

    ss << input_a << input_op << input_b;

    // If you really make it interactive, then the program actually starts here.
    float a;
    float b;
    char  op;

    // You simply read operands and operator from some input stream,
    // which in case of interactive program could be `std::cin`.
    ss >> a;
    ss >> op;
    ss >> b;  

    // Print the result of computation.
    cout << compute(a, b, op) << endl;
}

如果你想处理更复杂的情况，比如嵌套表达式的计算，可能包括括号功能，那么我建议你阅读经典的前4章。我真的花了大约1-2周的时间才能够为ANSI编写LR解析器，这比你的问题要复杂得多。

你的任务非常简单，可以用一个玩具上下文无关的语法来描述，它甚至不需要LL解析器来处理。无论如何，为了理解，为什么和如何，我迷住你读这本书。