第一百四十八章:公式解析 四合院:谢採购的科技帝国
拓扑排序的思路如同精准的导航图,为“yh-calc”的核心计算引擎指明了方向。然而,要在这条路上顺利行驶,还必须先解决一个前置的关键难题——如何让计算机“理解”用户输入的公式字符串。
“=a1+b2*0.05”
这样一个在人类看来简单明了的表达式,对於当前的计算机系统而言,只是一串毫无意义的字符。如何將其拆解(词法分析),並识別出其內在的数学运算结构和单元格引用关係(语法分析),是公式功能能否实现的基础。
实验室里,软体组刚刚被点燃的斗志,立刻投入到了这座新的技术堡垒面前。徐工带领著几名骨干,开始了公式解析器的设计。最初的尝试简单直接:逐个字符扫描,遇到字母和数字组合认为是单元格引用,遇到『+』、『-』、『*』、『/』认为是运算符。
但问题很快接踵而至。
“谢主任,您看这个公式,『=sum(a1:a5)』,”一位年轻工程师指著测试用例,“如果按简单扫描,我们会把『sum』当成一个单元格名字,这显然是错误的。我们需要识別出『sum』是一个预定义的函数名。”
“还有运算符优先级,”徐工补充道,眉头紧锁,“『=a1+b2c3』,我们必须先计算乘法,再计算加法。如果简单地从左到右计算,结果会是错误的。”
“括號嵌套也是个麻烦,”另一位接口道,“『=(a1+b2)(c3-d4)』,括號改变了默认的优先级,解析时必须正確处理嵌套层次。”
问题比预想的还要复杂。这不仅仅是將字符串切分成单词(token)那么简单,还需要构建一个能够体现运算优先级的语法树。他们尝试编写复杂的条件判断逻辑来处理优先级,代码很快变得臃肿不堪,难以维护,並且对於括號嵌套的处理显得力不从心。
一连几天,解析器的开发进展缓慢,各种边界情况的测试用例不断暴露出新的问题。团队再次陷入了与复杂逻辑搏斗的泥沼,调试间里堆满了写满解析逻辑流程图的草稿纸,气氛有些沉闷。
谢明华深知,这是编译原理领域经典的问题,成熟的解决方案是使用“递归下降分析法”或者“算符优先分析法”。但直接將这套理论拋给团队,同样会引来不必要的惊诧。他需要找到一个合適的契机,引导他们触碰到更优雅的解决方案。
这天下午,他正在办公室审阅解析器当前版本的代码,那冗长的if-else嵌套和复杂的標誌位判断,让他也感到一阵头疼。他放下代码,揉了揉眉心,目光落在窗外。
四合院的方向,升起几缕炊烟,在傍晚微凉的空气中裊裊散开。他想到了家里,想到了林婉和小致远,想到晓婷那天真的逻辑题带来的启发。或许,解决问题的灵感,依旧藏在这些看似无关的日常之中?
他想起曾经教晓婷解四则运算应用题时,强调过的“先乘除,后加减,有括號先算括號里的”规则。这不就是运算优先级最朴素的表达吗?计算机要理解公式,本质上也是在遵循一套类似的、极其严格的“数学语法”规则。
一个念头闪过:与其用复杂的条件分支去硬编码这些规则,为什么不设计一套更系统化的机制,让解析过程本身就能体现出这种优先级和结合性呢?
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