GATE-CS-2003 | 问题19

该问题涉及根据输入的字符串判断是否符合指定的语法规则。

问题描述

给定一个字符串，其中包含以下字符：小写字母，大写字母和运算符 (+、-、*、/、^)。您需要编写一个函数，该函数将接受该字符串并返回相应的布尔值，表明该字符串是否符合以下语法规则：

1. 如果运算符是 +、-、*、/ 则该运算符左右必须都是一个数值（0-9）。
2. 如果运算符是 ^，则该运算符左侧必须是一个数字，右侧必须是一个自然数。

示例

如果给出以下字符串：

"4+3*2-1/3^3"

则函数应该返回 True，因为该字符串符合以上规则。

但是如果给定以下字符串：

"4.5+3*2-1/3^3"

则函数应该返回 False，因为该字符包含小数点，不符合规则。

解决方案

为了解决此问题，我们可以使用正则表达式来检查字符串是否符合规则。以下代码演示如何实现此功能：

import re

def is_valid_expression(expression: str) -> bool:
    pattern = r'\d+(\.\d+)?[+\-*/]\d+(\.\d+)?(\^[1-9]\d*)?'
    return bool(re.fullmatch(pattern, expression))

该函数接受一个字符串作为其输入，并通过正则表达式判断该字符串是否符合指定规则。如果该字符串符合规则，则返回 True，否则返回 False。

需要注意的是，我们将正则表达式放在一个原始字符串中，允许我们轻松地包含反斜杠字符。

测试代码

以下是一些测试样例，以确保我们的函数可以正常运行：

assert is_valid_expression("4+3*2-1/3^3") == True
assert is_valid_expression("4.5+3*2-1/3^3") == False
assert is_valid_expression("5^2") == True
assert is_valid_expression("5^-2") == False
assert is_valid_expression("foo+2") == False

总结

在本问题中，我们学习了如何使用正则表达式来检查字符串是否符合指定的规则。这是许多编程语言中都使用的一种技术，因此在处理文本输入时，了解并掌握它将非常有用。