测试C++98字符串是否为科学表示法中的数字

Question

我有一个string变量，它可以是三件事中的一件：

1. 一个数字
2. 科学符号中的数字
3. 文本

在第1和第3种情况下，我不想做任何事情，而是传递数据。但是在第二种情况下，我需要把它转换成一个普通的数字。如果我总是简单地将变量转换为一个常规数字，那么当它包含实际文本时，它就变成了"0“。所以我需要知道字符串是否是一个科学符号中的数字。显而易见的，肮脏的答案是这样的算法：

只要看到数字，就遍历字符串。如果第一个遇到的字母是"e“或"E”，后面跟着"+“或"-"，或者严格地说是更多的数字，那么它就是一个科学符号中的数字，否则它只是一个普通的数字或文本。

但是，我认为在C++98中有更好的方法来实现这一点(不需要boost)。有什么内置的方法可以帮忙吗？即使它只是使用尝试/捕捉。

编辑这个问题是因为它被认为是家庭作业。这不是作业。因此，应该重新开放。另外，为了澄清，由于技术上的限制，我不得不使用C++98。

我根据我最初的想法绘制了一个有限状态自动机("other“意味着没有为该给定状态指定的所有字符)。我相信这是正确的。

一些应该接受的示例输入：

1.453e-8
0.05843E5
8.43e6
5.2342E-7

一些应该失败的示例输入：

hello
03HX_12
8432
8432E
e-8
fail-83e1

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​

Answer 1

您的自动机的主要问题在于规范/需求领域:它需要小数点两边的一个或多个数字，拒绝这样的输入：

.123
.123E3
123.
123.E+3

并不是立即就应该拒绝这些形式；有些编程语言允许这些形式。不过，拒绝没有尾数数字的东西可能是个好主意，尽管如此：

.
.E+03

如果这是错误的需求，而不是有意的，那么您的状态机必须进行调整。因为现在元素是可选的，所以修复状态机最简单的方法就是让它成为非确定性的(NFA图)。这只会带来不必要的困难。由于您最终将编写代码，所以使用特别的过程代码来处理这个问题是最容易的。

与常规自动机相比，特别过程代码的优点是向前看:它可以在不消耗输入的情况下查看下一个字符，就像自动机一样，它可以根据查找决定是否使用字符，而不需要在多个代码路径之间进行转换。换句话说，伪代码：

have_digits_flag = false

while (string begins with a digit character) {
   have_digits_flag = true
   consume digit character 
}

if (!string begins with a decimal point)
   goto bad;
consume decimal point

while (string begins with digit) {
  consume digit
  have_digits_flag = true;
}

if (!have_digits_flag)
  goto bad; // we scanned just a decimal point not flanked by digits!

if (string begins with e or E) {
   consume character
   if (string begins with + or -)
     consume character
   if (!string begins with digit)
     goto bad;
   while (string begins with digit)
     consume character
}

if (string is empty)
  return true;

// oops, trailing junk

bad:
  return false;

显然，“字符串以”操作在字符串为空时必须是安全的。空字符串不满足任何字符的“字符串以”谓词的要求。

如何实现“消费字符”取决于您。您可以从std::string对象中实际删除一个字符，或者通过它移动一个迭代器，以指示输入位置。

这种方法的缺点是效率不高。这里可能并不重要，但通常情况下，特别代码会遇到这样的问题，即它不断地测试多个案例，以避免前瞻。在一个复杂的模式中，这些可能是很多的。表驱动的自动机从来不需要第二次查看任何输入符号。

Answer 2

JSON使用相当好的状态机来解析数字。它不太严格，但不接受像"e“或"-.e2”这样的垃圾。

它是：

• "-“或者
• 没什么,

紧接着是

• “0”，或者，
• (1位数字1-9，后面是0或0-9)

紧接着是

• (“.”其次是一个或多个0-9)，或者，
• 没什么

紧接着是

• ((“e”或“E”)，接(“+”或“-”或无)，后面是0或0-9)，或，
• 没什么

如果您希望看到更正式指定的格式，请参见RFC 7159，第6节。

数字=减去整数，小数点= %x2E；数字1-9 = %x31-39；1-9 e= %x65 / %x45；e- exp =e-/+1*数字框架=小数点1*数字int =0/(数字1-9*数字)减= %x2D；- plus = %x2B；+零= %x30；0

这就是我在JSON解析器中为数字所做的工作(我支持允许全范围64位整数的扩展格式，JSON规范说整数不能可靠地位于范围-2^53+1到2^53-1的范围之外)：

template<typename InputIt,
         typename V = typename 
            std::iterator_traits<InputIt>::value_type>
static InputIt extractNumber(Variant& result, InputIt st, InputIt en);

template<typename InputIt, typename V>
InputIt JsonParser::extractNumber(Variant& result, InputIt st, InputIt en)
{
    if (st == en)
        parseError("Expected number at end of input");

    std::vector<V> text;

    auto accept = [&] {
        if (st == en)
            parseError("Expected number at end of input");
        text.emplace_back(*st++);
    };

    // -?(?:0|[1-9][0-9]*)(?:\.[0-9]+)?(?:[eE][+-]?[0-9]+)?
    // A    B C              D            E

    bool isFloatingPoint = false;

    if (*st == '-')
    {
        // A
        accept();
    }

    if (*st == '0')
    {
        // B
        accept();
    }
    else if (std::isdigit(*st, cLocale))
    {
        // C
        do
        {
            accept();
        }
        while (st != en && std::isdigit(*st, cLocale));
    }
    else
    {
        parseError("Invalid number");
    }

    if (st != en && *st == '.')
    {
        accept();

        isFloatingPoint = true;

        // D
        while (st != en && std::isdigit(*st, cLocale))
            accept();
    }

    if (st != en && (*st == 'E' || *st == 'e'))
    {
        isFloatingPoint = true;

        // E
        accept();

        if (st != en && (*st == '+' || *st == '-'))
            accept();

        if (st == en || !std::isdigit(*st, cLocale))
            parseError("Invalid number");

        while (st != en && std::isdigit(*st, cLocale))
            accept();
    }

    text.emplace_back(0);

    if (isFloatingPoint)
        result.assign(std::atof(text.data()));
    else
        result.assign(std::int64_t(std::atoll(text.data())));

    return st;
}

我不得不稍微调整一下，因为周围的实现确保了st在输入时不等于en，我最初断言。它通过了我的单元测试。

Answer 3

bool is_valid(std::string src){
    std::stringstream ss;
    ss << src;
    double d=0;
    ss >> d; 
    if (ss){
       return true;
    }
    else{
       return false;
    }
}

我有个简单的解决办法。使用C++流来测试是字符串是一个数字。