math-engineGo 实现的数学表达式解析计算引擎
使用 Go 实现的数学表达式解析计算引擎库,无任何依赖,相对比较完整的完成了数学表达式解析执行,包括词法分析、语法分析、构建AST、运行。
能够处理的表达式样例:
1+127-21+(3-4)*6/2.5
(88+(1+8)*6)/2+99
123_345_456 * 1.5 - 2 ^ 4
-4 * 6 + 2e2 - 1.6e-3
sin(pi/2)+cos(45-45*1)+tan(pi/4)
99+abs(-1)-ceil(88.8)+floor(88.8)
max(min(2^3, 3^2), 10*1.5-7)
Demo
Method Support
symbol | explanation | e.g. |
---|---|---|
+ |
加,plus | 1+2 = 3 |
- |
减,sub | 8-3.5 = 4.5 |
* |
乘,multiply | 2*3 = 6 |
/ |
除,division | 5/2 = 2.5 |
% |
取余,remainder | 5%2 = 1 |
^ |
整数次方,integer power | 2^3 = 8, 3^2 = 9 |
e |
科学计数法,E-notation | 1.2e3 = 1200,1.2e-2 = 0.012 |
() |
括号,brackets | (2+3)*4 = 20 |
_ |
数字分隔符,number separator | 123_456_789 = 123456789 |
pi |
π | pi = 3.141592653589793 |
sin(x) |
正弦函数,sine | sin(pi/2) = 1 |
cos(x) |
余弦函数,cosine | cos(0) = 1 |
tan(x) |
正切函数,tangent | tan(pi/4) = 1 |
cot(x) |
余切函数,cotangent | cot(pi/4) = 1 |
sec(x) |
正割函数,secant | sec(0) = 1 |
csc(x) |
余割函数,cosecant | csc(pi/2) = 1 |
abs(x) |
绝对值,absolute value | abs(-6) = 6 |
ceil(x) |
向上取整 | ceil(4.2) = 5 |
floor(x) |
向下取整 | floor(4.8) = 4 |
round(x) |
四舍五入取整 | round(4.4) = 4, round(4.5) = 5 |
sqrt(x) |
平方根,square root | sqrt(4) = 2 |
cbrt(x) |
立方根,cube root | cbrt(27) = 3 |
max(x, y) |
x, y 中的较大值 | max(2, 3) = 3 |
min(x, y) |
x, y 中的较小值 | min(2, 3) = 2 |
Usage
你可以直接引用该库嵌入到自己的程序中:
go get -u github.com/dengsgo/math-engine
在代码中引入:
import "github.com/dengsgo/math-engine/engine"
e.g. 1 直接调用解析执行函数 :
import "github.com/dengsgo/math-engine/engine" func main() { s := "1 + 2 * 6 / 4 + (456 - 8 * 9.2) - (2 + 4 ^ 5)" // call top level function r, err := engine.ParseAndExec(s) if err != nil { fmt.Println(err) } fmt.Printf("%s = %v", s, r) }
e.g. 2 依次调用函数,手动执行 :
import "github.com/dengsgo/math-engine/engine" func main() { s := "1 + 2 * 6 / 4 + (456 - 8 * 9.2) - (2 + 4 ^ 5)" exec(s) } // call engine // one by one func exec(exp string) { // input text -> []token toks, err := engine.Parse(exp) if err != nil { fmt.Println("ERROR: " + err.Error()) return } // []token -> AST Tree ast := engine.NewAST(toks, exp) if ast.Err != nil { fmt.Println("ERROR: " + ast.Err.Error()) return } // AST builder ar := ast.ParseExpression() if ast.Err != nil { fmt.Println("ERROR: " + ast.Err.Error()) return } fmt.Printf("ExprAST: %+v\n", ar) // AST traversal -> result r := engine.ExprASTResult(ar) fmt.Println("progressing ...\t", r) fmt.Printf("%s = %v\n", exp, r) }
编译运行,应该可以看到如下输出:
ExprAST: {Op:- Lhs:{Op:+ Lhs:{Op:+ Lhs:{Val:1} Rhs:{Op:/ Lhs:{Op:* Lhs:{Val:2} Rhs:{Val:6}} Rhs:{Val:4}}} Rhs:{Op:- Lhs:{Val:456} Rhs:{Op:* Lhs:{Val:8} Rhs:{Val:9.2}}}} Rhs:{Op:+ Lhs:{Val:2} Rhs:{Op:^ Lhs:{Val:4} Rhs:{Val:5}}}} progressing ... -639.6 1+2*6/4+(456-8*9.2)-(2+4^5) = -639.6
TrigonometricMode
三角函数的参数类型默认为弧度RadianMode
,e.g. sin(pi/2) = 1
.
你可以通过设置 TrigonometricMode
调整参数类型,可选 弧度RadianMode
、角度AngleMode
,e.g. :
import "github.com/dengsgo/math-engine/engine" func main() { s := "1 + sin(90)" engine.TrigonometricMode = engine.AngleMode engine.ParseAndExec(s) // will return 2, nil s = "1 + sin(pi/2)" engine.TrigonometricMode = engine.RadianMode engine.ParseAndExec(s) // will return 2, nil }
Document
godoc.org/github.com/dengsgo/math-engine/engine
Compile
go version 1.12
# Compile Demo go test go build ./math-engine
也可以直接下载已编译好的二进制文件,直接运行:
实现细节
请阅读我的博客文章:用 Go 实现一个完整的数学表达式计算引擎
TODO
已实现
- 加
+
- 减
-
- 乘
*
- 除
/
- 取余
%
- 整数次方
^
- 科学计数法 e.g.
1.2e7
、1.2e-7
- 括号
()
- 混合运算 e.g.
1+2*6/4+(456-8*9.2)-(2+4^5)*2e3+1.2e-2
- 友好的长数字 e.g.
123_456_789
- 三角函数 e.g.
sin, cos, tan, cot, sec, csc
- 常量 pi
- 辅助函数 e.g.
abs, ceil, floor, sqrt, cbrt
- 友好的错误消息 e.g.
input /> 123+89-0.0.9 ERROR: strconv.ParseFloat: parsing "0.0.9": invalid syntax want '(' or '0-9' but get '0.0.9' ------------ 123+89-0.0.9 ^ ------------
待实现
- 精确浮点计算
- 更多辅助函数
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