Question

毫无疑问，我解决了我的特殊问题。我对正则表达的了解很少。我正在使用Regex Class在Java中构建表达式解析器。我想从表达式中提取操作数，参数，运算符，符号和函数名称，然后保存到ArrayList。目前我正在使用这个逻辑

String string = "2!+atan2(3+9,2+3)-2*PI+3/3-9-12%3*sin(9-9)+(2+6/2)" //This is just for testing purpose later on it will be provided by user
List<String> res = new ArrayList<>();
Pattern pattern = Pattern.compile((\\Q^\\E|\\Q/\\E|\\Q-\\E|\\Q-\\E|\\Q+\\E|\\Q*\\E|\\Q)\\E|\\Q)\\E|\\Q(\\E|\\Q(\\E|\\Q%\\E|\\Q!\\E)) //This string was build in a function where operator names were provided. Its mean that user can add custom operators and custom functions 
Matcher m = pattern.matcher(string);
int pos = 0;
while (m.find()) 
{
    if (pos != m.start()) 
    {
        res.add(string.substring(pos, m.start()))
    }
    res.add(m.group())
    pos = m.end();
}
if (pos != string.length()) 
{
     addToTokens(res, string.substring(pos));
}
for(String s : res)
{
     System.out.println(s);
}

输出：

2
!
+
atan2
(
3
+
9
,
2
+
3
)
-
2
*
PI
+
3
/
3
-
9
-
12
%
3
*
sin
(
9
-
9
)
+
(
2
+
6
/
2
)

问题是现在Expression可以包含具有用户定义格式的Matrix。我希望在函数的情况下将每个Matrix视为操作数或参数。

输入1：

String input_1 = "2+3-9*[{2+3,2,6},{7,2+3,2+3i}]+9*6"

输出应该是：

2
+
3
-
9
*
[{2+3,2,6},{7,2+3,2+3i}]
+
9
*
6

输入2：

String input_2 = "{[2,5][9/8,func(2+3)]}+9*8/5"

输出应该是：

{[2,5][9/8,func(2+3)]}
+
9
*
8
/
5

输入3：

String input_3 = "<[2,9,2.36][2,3,2!]>*<[2,3,9][23+9*8/8,2,3]>"

输出应该是：

<[2,9,2.36][2,3,2!]>
*
<[2,3,9][23+9*8/8,2,3]>

我希望现在ArrayList应该包含每个索引处的每个操作数，运算符，参数，函数和符号。如何使用正则表达式实现所需的输出。不需要表达式验证。

Answer 1

我认为您可以尝试使用以下内容：

(?<matrix>(?:\[[^\]]+\])|(?:<[^>]+>)|(?:\{[^\}]+\}))|(?<function>\w+(?=\())|(\d+[eE][-+]\d+)|(?<operand>\w+)|(?<operator>[-+\/*%])|(?<symbol>.)

DEMO

元素在命名捕获组中捕获。如果您不需要，可以使用短片：

\[[^\]]+\]|<[^>]+>|\{[^\}]+\}|\d+[eE][-+]\d+|\w+(?=\()|\w+|[-+\/*%]|.

\[[^\]]+\]|<[^>]+>|\{[^\}]+\}匹配左括号（{，[或<），非拼写括号字符和右括号（}，]， >）所以如果没有嵌套的相同类型括号，则没有问题。 Java中的实现：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        String[] expressions = {"2!+atan2(3+9,2+3)-2*PI+3/3-9-12%3*sin(9-9)+(2+6/2)", "2+3-9*[{2+3,2,6},{7,2+3,2+3i}]+9*6",
        "{[2,5][9/8,func(2+3)]}+9*8/5","<[2,9,2.36][2,3,2!]>*<[2,3,9][23 + 9 * 8 / 8, 2, 3]>"};
        Pattern pattern = Pattern.compile("(?<matrix>(?:\\[[^]]+])|(?:<[^>]+>)|(?:\\{[^}]+}))|(?<function>\\w+(?=\\())|(?<operand>\\w+)|(?<operator>[-+/*%])|(?<symbol>.)");
        for(String expression : expressions) {
            List<String> elements = new ArrayList<String>();
            Matcher matcher = pattern.matcher(expression);
            while (matcher.find()) {
                elements.add(matcher.group());
            }
            for (String element : elements) {
                System.out.println(element);
            }
            System.out.println("\n\n\n");
        }
    }
}

替代方案的说明：

\[[^\]]+\]|<[^>]+>|\{[^\}]+\} - 匹配给定的左括号类型，字符不是该类型的括号（一切都不是关闭括号），并且关闭括号型，
\d+[eE][-+]\d+ =数字，然后是e或E，后跟运营商+ 或-，后跟数字，以捕获2e+3
\w+(?=\() - 匹配一个或多个字词(A-Za-z0-9_)（如果是）其后是(，用于匹配sin，
\w+ - 匹配一个或多个单词字符(A-Za-z0-9_)进行匹配操作数，
[-+\/*%] - 匹配字符类中的一个字符以匹配运营商
. - 匹配任何其他字符，以匹配其他符号

备选方案的顺序非常重要，因为最后一个替代.将匹配任何字符，因此它需要是最后一个选项。类似\w+(?=\()和\w+的情况，第二个会匹配前一个，但是如果你不想区分函数和操作数，那么\w+就足够了对于他们所有人。

在更长的例子中，每个备选项中的(?<name> ... )部分都是一个命名的捕获组，您可以在演示中看到它如何在gorup中匹配片段，如：操作数，运算符，函数等。

Answer 2

使用正则表达式，无法匹配任何级别的嵌套平衡括号。

例如，在您的第二个示例{[2,5][9/8,func(2+3)]}中，您需要将左大括号与近大括号匹配，但您需要跟踪有多少打开和关闭内括号/ parens /等。用正则表达式无法做到这一点。

另一方面，如果您简化问题以消除任何平衡要求，那么您可能可以处理正则表达式。

从数学表达式中提取操作数的正则表达式

2 个答案: