正則表達式解析格式錯誤多項式

Question

稍短的版本

我使用這個正則表達式：

(^|[yY]\s{0,}\=|\+|\-)\s{0,}([0-9]{0,}\.?[0-9]{0,})\s{0,}(\*{0,1}[xX]{0,1})\s{0,}(\^{0,1})(-?)([0-9]{0,}\.?[0-9]{0,})(\s{0,}|$)? 

從方程式這樣的嘗試，並提取所有的元素係數和訂單編號：

y=x+3.3X^-50+ 15x25.5 - 4x^+2x^2 +3*x-2.5+1.1 

我想要正則表達式忽略錯誤的4x^這是缺少它的電源號碼（目前不這樣做）和讓我得到這個最終結果：

((1.0, 1.0), (3.3, -50.0), (15.0, 25.5), (2.0, 2.0), (3.0, -3.5), (1.1, 0.0)) 

其中第一個座標是係數，第二個是每個元素的順序。目前，如果我分別使用1 & 2和5 & 6來給出係數和順序，那麼'almost'上的正則表達式可以工作。

它只是在錯誤的4x^加上感覺非常不雅，但我在正則表達式有點小白，我不知道要做什麼改進。

如何提高這個表達式，並修復使4x^被認爲是「錯誤的」，但4x2和4x^2都好？

TL;博士版本

我試圖通過用戶爲了驗證，然後分解成方程一系列元素進入解析多項式方程。方程將以字符串形式呈現。

這裏的用戶是如何要求的格式字符串的例子：

y = 2.0x^2.5 - 3.1x + 5.2 

哪裏x是自變量（不是象徵倍），並y是因變量。

在現實中，用戶通常做任何下列錯誤：

• 忘記包括y =
• 添加*以係數如y = 2.0*x
• 使用整數，而不是浮動，例如y = 5x
• 設置順序時缺失^例如， y = x3
• 添加或任何刪除空白

然而，對於所有的這些我會說，它仍然很容易理解用戶正在試圖寫。我的意思是顯而易見每個元素的係數和順序是什麼意思。

所以我想要做的是寫一些正則表達式，正確地將輸入的字符串分割成單獨的元素，並且可以得到我通常具有的元素的每個元素的A（係數）和B（順序） Ax^B和A和B可以各自是任何實數。

我設計了下面的例子：

y=x+3.3X^-50+ 15x25.5 - 4x^+2x^2 +3*x-2.5+1.1 

我相信這涵蓋了所有的我上面列出，除了另外一個直線上升的錯誤4x^+2x^2潛在的問題是缺少訂單元素4x^上。

對於此示例，我想要：((1.0, 1.0), (3.3, -50.0), (15.0, 25.5), (2.0, 2.0), (3.0, -3.5), (1.1, 0.0))其中4x^已被忽略。

我有些新的正則表達式，但我一直在使用regex101.com創建以下做出了努力：

(^|[yY]\s{0,}\=|\+|\-)\s{0,}([0-9]{0,}\.?[0-9]{0,})\s{0,}(\*{0,1}[xX]{0,1})\s{0,}(\^{0,1})(-?)([0-9]{0,}\.?[0-9]{0,})(\s{0,}|$)? 

這似乎近的工作，有以下問題：

• 不不按上面給出的示例4x^捕獲缺失的訂單 - 我不確定如何在存在^時使訂單號的選擇性爲「有條件」，同時當^不存在但訂單號如y = 4x2
• 極爲感覺在-簡潔/不雅，但作爲沒有經驗的我很努力，看看可以改進

同時請注意，我愉快地忽略與所述相同的順序重複元素的問題沒有被總結，例如我很高興忽略y = x^2 + x^2不出現爲y = 2x^2。

謝謝你的幫助。

p.s.程序是用Go編寫的，但我也對Go有點不高興，因此我首先用Python進行原型設計。不知道這是否會對正則表達式產生任何影響（我真的很喜歡正則表達式）。

Answer 1

下面的正則表達式將主要做：

(?P<c1>[+-]? *\d+(?:\.\d+)?)? *\*? *[xX] *(?:\^ *(?P<e1>-? *\d+(?:\.\d+)?)|(?P<e2>-? *\d+(?:\.\d+)?)?)|(?P<c2>[+-]? *\d+(?:\.\d+)?) 

我說，主要是因爲該解決方案採用了「4X ^」情況下，有秩序1，給出的要求已經相當寬鬆，否則試圖忽略這樣的術語使得RE變得更加複雜或者甚至不可能，因爲它造成了無法用RE解析的模糊性。

請注意缺席coeficients /指數將不會被捕獲爲您的示例結果中表示的'1.0'，這將不得不在應用正則表達式並將所有空捕獲組作爲'1'（或' 0「代表指數取決於捕獲的組）。

Here you have the regex in regex101.com檢查/嘗試它是如何工作的。

在這裏，在golang工作程序，測試了幾個案例：

package main 

import (
    "fmt" 
    "regexp" 
    "strconv" 
    "strings" 
) 

const e = `(?P<c1>[+-]? *\d+(?:\.\d+)?)? *\*? *[xX] *(?:\^ *(?P<e1>-? *\d+(?:\.\d+)?)|(?P<e2>-? *\d+(?:\.\d+)?)?)|(?P<c2>[+-]? *\d+(?:\.\d+)?)` 

var cases = []string{ 
    "y=x+3.3X^-50+ 15x25.5 - 4x^+2x^2 +3*x-2.5+1.1", 
    "3.3X^-50", 
} 

func parse(d float64, ss ...string) float64 { 
    for _, s := range ss { 
     if s != "" { 
      c, _ := strconv.ParseFloat(strings.Replace(s, " ", "", -1), 64) 
      return c 
     } 
    } 
    return d 
} 

func main() { 
    re := regexp.MustCompile(e) 
    for i, c := range cases { 
     fmt.Printf("testing case %v: %q\n", i, c) 
     ms := re.FindAllStringSubmatch(c, -1) 
     if ms == nil { 
      fmt.Println("no match") 
      continue 
     } 
     for i, m := range ms { 
      fmt.Printf(" match %v: %q\n", i, m[0]) 
      c := parse(1.0, m[1], m[4]) 
      de := 1.0 
      if m[4] != "" { 
       de = 0.0 
      } 
      e := parse(de, m[2], m[3]) 
      fmt.Printf(" c: %v\n", c) 
      fmt.Printf(" e: %v\n", e) 
     } 
    } 
} 

，輸出：

testing case 0: "y=x+3.3X^-50+ 15x25.5 - 4x^+2x^2 +3*x-2.5+1.1" 
    match 0: "x" 
    c: 1 
    e: 1 
    match 1: "+3.3X^-50" 
    c: 3.3 
    e: -50 
    match 2: "+ 15x25.5" 
    c: 15 
    e: 25.5 
    match 3: "- 4x" 
    c: -4 
    e: 1 
    match 4: "+2x^2" 
    c: 2 
    e: 2 
    match 5: "+3*x-2.5" 
    c: 3 
    e: -2.5 
    match 6: "+1.1" 
    c: 1.1 
    e: 0 
testing case 1: "3.3X^-50" 
    match 0: "3.3X^-50" 
    c: 3.3 
    e: -50 

Here you have the program on golang playground嘗試。