ExprTk 如何簡化 C 中的數學運算式求值？

C 語言數學表達式的高效求值

求值數學表達式的任務是科學計算和數據分析中經常出現的任務。在 C 中實現這一點可能很麻煩，尤其是涉及自訂函數的複雜表達式。本文評估了在 C 中表達和評估數學表達式的最有效方法。

一個常用的方法是將 Python 嵌入 C 中。 Python 豐富的數值函式庫和易於處理數學表達式使其成為方便的解決方案。然而，這種方法可能會引入運行時依賴性和潛在的效能瓶頸。

為了避免 Python 整合的缺點，ExprTk 函式庫作為強大且高效的替代方案應運而生。 ExprTk 是專門為解析和評估數學表達式而設計的 C 函式庫。其主要功能包括：

• 表達式解析：它採用基於現代編譯器的解析器來高效、準確地解析表達式。
• 函數庫： ExprTk 擁有一套全面的內建函數，包括三角函數、對數函數和指數函數。
• 自訂函數：它允許使用者定義自訂函數來擴展其功能。
• 型別安全求值： ExprTk 確保求值期間的型別安全，防止因型別不符而導致錯誤結果。

要使用ExprTk 求值數學表達式，可以建構簡單的程式碼片段：

<code class="C++">#include <cstdio>
#include <string>
#include "exprtk.hpp"

int main()
{
   // Define expression string
   std::string expression_string = "3 + sqrt(5) + pow(3, 2) + log(5)";

   // Create expression and parser objects
   exprtk::expression<double> expression;
   exprtk::parser<double> parser;

   // Compile expression
   if (parser.compile(expression_string, expression))
   {
      // Evaluate expression
      double result = expression.value();

      // Print result
      printf("Result: %19.15f\n", result);
   }
   else
      printf("Error in expression\n.");

   return 0;
}</code>

在此範例中，表達式「3 sqrt(5) pow(3 , 2) log(5)」被有效地解析和計算，提供了實用且高效能的在C 中處理自訂數學表達式的解決方案。

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