通过匹配括号评估字符串

Question

以编程方式翻译像

这样的字符串的最佳方式是什么

"((abc&(def|ghi))|jkl)&mno"

执行为：

if ((func('abc') and (func('def') or func('ghi'))) or func('jkl')) and func('mno'):
    return True

我觉得一定有一种简单的方法可以实现这一点，但我无法理解它。

Answer 1

好吧，如果您的字符串不比您显示的更复杂（例如仅由那些符号加上 letters/numbers 组成），您可以根据需要用一些简单的正则表达式替换匹配来解析它。之后，您可以使用 eval() 到运行作为 python 代码。

例如：

import re

def func(x):
    # just an example...
    return True

s = "((abc&(def|ghi))|jkl)&mno"

s = re.sub(r'(\w+)', r"func('')", s)
s = s.replace('&', ' and ')
s = s.replace('|', ' or ')

print(s)
print(eval(s))

输出：

((func('abc') and (func('def') or func('ghi'))) or func('jkl')) and func('mno')
True

Answer 2

这是一个有趣的小问题，解决方案有很多层。

首先，鉴于此示例，您需要一个基本的中缀符号解析器。在 pyparsing 中，有一个内置的辅助方法 infixNotation。几个 pyparsing 示例展示了如何使用 infixNotation 解析布尔表达式。这是一个将解析您的示例表达式的解析器：

import pyparsing as pp

term = pp.Word(pp.alphas)
AND = pp.Literal("&")
OR = pp.Literal("|")
expr =  pp.infixNotation(term,
                         [
                             (AND, 2, pp.opAssoc.LEFT,),
                             (OR, 2, pp.opAssoc.LEFT,),
                         ])

print(expr.parseString(sample).asList())

对于您的示例，这将打印：

[[[['abc', '&', ['def', '|', 'ghi']], '|', 'jkl'], '&', 'mno']]

你可以看到我们不仅捕获了表达式，还捕获了括号分组。

我们可以开始通过添加解析操作来转换为您想要的输出。这些是 pyparsing 将调用的 parse-time 回调，以用不同的值替换已解析的标记（不需要是字符串，可以是用于评估的 AST 节点 - 但在这种情况下我们将 return a修改后的字符串）。

AND.addParseAction(lambda: " and ")
OR.addParseAction(lambda: " or ")
term.addParseAction(lambda t: "func('{}')".format(t[0]))
expr.addParseAction(lambda t: "({})".format(''.join(t[0])))

解析操作可以是具有各种签名的方法：

function()
function(tokens)
function(location, tokens)
function(input_string, location, tokens)

对于AND和OR，我们只需要将解析后的运算符替换为对应的“and”和“or”关键字即可。对于已解析的变量项，我们想将“xxx”更改为“func(xxx)”，因此我们编写了一个解析操作来获取已解析的标记，以及returns 修改后的字符串。

expr 的解析操作很有趣，因为它所做的只是获取解析的内容，使用 ''.join() 加入它们，然后将其包装在 () 中。由于 expr 实际上是一个递归表达式，我们将看到它在解析的嵌套列表的每一层都对 () 进行了适当的包装。

添加这些解析操作后，我们可以尝试再次调用 parseString()，现在给出：

["(((func('abc') and (func('def') or func('ghi'))) or func('jkl')) and func('mno'))"]

越来越近了！

要将格式设置为所需的 if 语句，我们可以使用另一个解析操作。但是我们不能将此解析操作直接附加到 expr，因为我们看到 expr（及其关联的解析操作）将在所有嵌套级别进行解析。因此，我们可以创建一个 expr 的“外部”版本，它只是一个 expr 的容器表达式：

outer_expr = pp.Group(expr)

解析操作与我们在 expr 中看到的类似，其中我们 return 使用输入标记的新字符串：

def format_expression(tokens):
    return "if {}:\n    return True".format(''.join(tokens[0]))

outer_expr.addParseAction(format_expression)

现在我们使用outer_expr解析输入字符串：

print(outer_expr.parseString(sample)[0])

获得：

if (((func('abc') and (func('def') or func('ghi'))) or func('jkl')) and func('mno')):
     return True

（此值可能有一组额外的 ()，如果需要，可以在 outer_expr 的解析操作中将其删除。）

解析器的完成版本（取消注释中间打印语句以查看解析器功能的进展）：

sample = "((abc&(def|ghi))|jkl)&mno"

import pyparsing as pp

term = pp.Word(pp.alphas)
AND = pp.Literal("&")
OR = pp.Literal("|")
expr =  pp.infixNotation(term,
                         [
                             (AND, 2, pp.opAssoc.LEFT,),
                             (OR, 2, pp.opAssoc.LEFT,),
                         ])

# print(expr.parseString(sample).asList())

AND.addParseAction(lambda: " and ")
OR.addParseAction(lambda: " or ")
term.addParseAction(lambda t: "func('{}')".format(t[0]))
expr.addParseAction(lambda t: "({})".format(''.join(t[0])))

# print(expr.parseString(sample).asList())

def format_expression(tokens):
    return "if {}:\n    return True".format(''.join(tokens[0]))

outer_expr = pp.Group(expr).addParseAction(format_expression)
print(outer_expr.parseString(sample)[0])

通过匹配括号评估字符串

Evaluate string by matching parentheses

python

pyparsing

parentheses