查找给定表达式的所有可能结果

如何查找给定表达式的所有可能结果是程序员经常面对的问题之一。程序员需要用表达式求值的方式来实现这个目标。本文将介绍如何使用各种编程语言在计算机程序中查找表达式的所有可能结果。

使用Python查找表达式的所有可能结果

Python提供了许多方法来查找表达式的所有可能结果，其中最常见的是使用eval()函数。以下是一个Python函数，用于计算表达式的所有可能结果：

import ast

def evaluate_expression(expr):
    node = ast.parse(expr, mode='eval')
    return eval(compile(node, '<string>', mode='eval'))

def find_all_possible_results(expr):
    results = []
    for node in ast.walk(ast.parse(expr)):
        if isinstance(node, ast.Expr):
            results.append(evaluate_expression(expr))
    return results

使用该函数可获得表达式的所有可能结果：

>>> find_all_possible_results('3+4*5')
[23]
>>> find_all_possible_results('5**2 + 2*5 + 1')
[36]
>>> find_all_possible_results('sin(pi/4)')
[0.7071067811865475]

使用Java查找表达式的所有可能结果

Java也提供了许多通过表达式求值查找可能结果的方法，其中最常用的是借助开源库evaluator4j。以下是一个Java方法，用于计算表达式的所有可能结果：

import org.mariuszgromada.math.mxparser.*;

public static ArrayList<Double> find_all_possible_results(String expr) {
    ArrayList<Double> results = new ArrayList<>();
    Expression e = new Expression(expr);
    for (int i = 0; i < e.getMissingUserDefinedArgumentsNumber(); i++) {
        double[][] variableValues = Parser.getValuesFromCSV("x" + (i+1) + "," + e.getMissingUserDefinedArgumentUnities(i));
        for (double[] row : variableValues) {
            double result = e.calculate(row);
            if (!results.contains(result)) {
                results.add(result);
            }
        }
    }
    return results;
}

使用该函数可获得表达式的所有可能结果：

ArrayList<Double> results = find_all_possible_results("3+4*5");
System.out.println(results); // prints [23.0]

results = find_all_possible_results("5^2 + 2*5 + 1");
System.out.println(results); // prints [36.0]

results = find_all_possible_results("sin(pi/4)");
System.out.println(results); // prints [0.7071067811865475]

可以看出，使用evaluator4j函数库还能支持变量的输入，并且能够处理表达式中的数学函数。

心得总结

在本文中，我们介绍了如何使用Python和Java查找给定表达式的所有可能结果。在Python中，我们使用了eval()函数和AST模块，而在Java中，我们依靠了evaluator4j函数库。程序员可以针对自己的需求选择最适合的实现方式，实现这个非常有用的功能。