Java库将数学公式转换为AST

#1 楼

Math.js

JavaScript部分


“ Math.js是JavaScript和Node.js的扩展数学库。”
—项目自述文件


它提供了parse（）函数。
使用NodeJS环境的示例：

var math = require('mathjs')();
var ast = math.parse('xy^(1/2)');

// Fully log the object
var util = require('util');
console.log(util.inspect(ast, {showHidden: false, depth: null}));

输出：

{ op: '^',
  fn: 'pow',
  params:
   [ { name: 'xy' },
     { op: '/',
       fn: 'divide',
       params:
        [ { valueType: 'number', value: '1' },
          { valueType: 'number', value: '2' } ] } ] }

Java部分

我使用Java Nashorn VM（仅在Java> = 8中可用）来执行JavaScript。

程序体系结构：

User ---------------> Java
      inputs formla    |----> Nashorn ----> math.js
                       |<---------------------|
User <-----------------|

使用Nashorn引擎非常简单（省略了异常处理）

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("nashorn");
engine.eval(readerInstancePointingToMathJsLibrary);
engine.eval(readerInstancePointingToBridgeJavaScript);

网桥的JavaScript代码在很大程度上取决于AST节点的实现。我们利用Nashorn在JavaScript中创建Java对象并将其传输到Java的能力。示例：

var math = mathjs();
function convert(formula) {
    var ast = math.parse(formula);

    var javaAst = /* build your AST with Java objects */
    return javaAst;
}

我们现在可以从Java访问该函数甚至传递任意参数：

Invocable inv = (Invocable) engine;
// Expression is my AST node type in Java
expr = (Expression) inv.invokeFunction("convert", formulaFromUser);

注意：我需要一种快速解析数学表达式的方法。解析器（手写的或由解析器生成器生成的）始终是首选。尽管如此，上面的代码显示了如何轻松集成Java Nashorn。

#2 楼

JavaScript

几个月前，我使用Esprima解析了此类输入。实际上，Esprima会解析所有JavaScript输入（将其转换为树），因此它应适用于此类数学表达式。 br />
...其中input是包含应分析的输入的字符串（如果无效，则将引发错误）。

示例

esprima.parse(input);

返回以下对象：

esprima.parse("1+2*3")

我修改了Esprima代码并将其用于实验中项目，以在JavaScript中定义自定义运算符。该应用程序在GitHub上是开源的：http://ionicabizau.net/JavaScript-custom-operators/

#3 楼

Java
似乎JEP是数学表达式解析器。

JEP是用于解析和评估数学表达式的Java API。使用此库，您可以允许用户输入任意公式作为字符串，并立即对其进行评估。 JEP支持用户定义的变量，常量和函数。包括许多常见的数学函数和常量。
功能

易于使用的软件包，用于解析数学表达式
体积小（jar存档仅56kb） >支持布尔表达式（！，&&，||，<，>，！=，==，> =和<=）
快速求值（可以为不同的变量值快速求值）
包括常见的数学函数
可通过用户定义的函数扩展
预定义的常量，例如“ pi”和“ e”
支持字符串，复数和向量
支持隐式乘法（允许使用“ 3x”而不是“ 3 * x”之类的表达式）
允许在已声明和未声明的变量之间进行选择
与Java 1.1兼容（已通过Sun Java JDK 1.1.8和Microsoft Java VM测试）
支持Unicode字符（包括希腊符号）
包括从中生成主要类的JavaCC语法


它在SourceForge上是开源的。
也，有一个SO问题有关此主题的信息：https://stackoverflow.com/q/4589951/1420197

#4 楼

构建公式解析器/树构建器是一个非常简单的练习。您可以寻找一个库，但是您总是会最终对其进行修改以产生所需的库。取而代之的是，简单地编写所需的代码可能会更容易。它还提供了对第二个链接的访问，该链接显示了如何轻松地将此类解析器转换为可生成AST的解析器。标量值和变量名。
您几乎可以用任何语言（包括Java）编写这类解析器的代码。一种解析器来执行此操作，但在这种情况下，通常更容易切换到解析器生成器。

#5 楼

Java

Symja将数学表达式转换为以下Symja AST。

#6 楼

我已经使用javassist将Java表达式转换为字节码（如果要评估表达式，这可能是您最终要寻找的东西）。它甚至可以重新定义现有功能。

http://www.csg.ci.i.u-tokyo.ac.jp/~chiba/javassist/