math-engine v2.0，数学表达式解析计算引擎

内容简介：更新日志： 增加 常量 pi 增加 三角函数支持 sin(), cos(), tan(), cot(), sec(), csc() 增加 三角函数参数调整，可选 弧度RadianMode、角度AngleMode 增加 辅助函数 abs(), ceil(), floor(), round(), sqrt(). c...

更新日志：

• 增加 常量 pi
• 增加 三角函数支持 sin(), cos(), tan(), cot(), sec(), csc()
• 增加 三角函数参数调整，可选 弧度RadianMode、角度AngleMode
• 增加 辅助函数 abs(), ceil(), floor(), round(), sqrt(). cbrt()
• 增加 godoc.org 支持
• 增加 顶级函数 ParseAndExec
• 增加 单元测试
• 修复 解析错误 e.g. (((

Math-Engine

使用 Go 实现的数学表达式解析计算引擎，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)

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

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：

Github Releases

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

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持 码农网

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