주사위 표현식 구문 분석(예:3d6+5) C#:어디서 시작하나요?

https://stackoverflow.com/questions/1250994

12-09-2019
|

문제

그래서 저는 C#에서 "주사위 표현식"을 구문 분석하고 평가할 수 있기를 원합니다.주사위 표현식은 다음과 같이 정의됩니다:

<expr> :=   <expr> + <expr>
            | <expr> - <expr>
            | [<number>]d(<number>|%)
            | <number>
<number> := positive integer

예를 들어 d6+20-2d3 허용되며 다음과 같이 평가되어야 합니다.

rand.Next(1, 7) + 20 - (rand.Next(1, 4) + rand.Next(1, 4))

또한 d% 다음과 같아야 합니다. d100.

나는 몇 가지 해결책을 함께 해킹할 수 있다는 것을 알고 있지만 이것이 매우 일반적인 컴퓨터 과학 유형의 문제처럼 보인다는 것을 알고 있으므로 내가 조사해야 할 매우 우아한 해결책이 있어야 합니다.

구문 분석 결과에 다음과 같은 기능이 포함되기를 바랍니다.

정규화된 형태의 표현식을 출력할 수 있어야 합니다.나는 주사위를 먼저 생각하고 주사위 크기에 따라 정렬하며 항상 접두사를 붙입니다.예를 들어위의 샘플은 1d6-2d3+20.또한 d% 될 것이다 d100 정규화된 형태로.
매번 다른 난수를 굴려 마음대로 표현을 평가할 수 있어야 합니다.
모든 주사위 굴림이 최대화되어 표현식을 평가할 수 있어야 합니다.위의 샘플은 (결정론적으로) 1*6+20+2*3 = 32.

나는 이것이 바로 Haskell과 아마도 다른 함수형 언어가 잘할 수 있는 유형이라는 것을 알고 있지만 가능하다면 C#을 계속 사용하고 싶습니다.

내 초기 생각은 재귀, 목록 및 어쩌면 일부 LINQ에 대한 경향이 있지만, 다시 말하지만, 사물을 아는 사람들의 조언 없이 시도하면 결국 우아하지 못한 엉망이 될 것이라고 확신합니다.

효과가 있을 수 있는 또 다른 전략은 주사위 표현식을 다음으로 바꾸는 초기 정규식 기반 문자열 대체입니다. rand.Next 통화를 한 후 즉석 평가 또는 컴파일을 수행합니다.이것이 실제로 작동할까요?새로운 생성을 방지하려면 어떻게 해야 합니까? rand 매번 반대?

해결책

내가 결국 생각한 것은 다음과 같습니다.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text.RegularExpressions;

public enum DiceExpressionOptions
{
    None,
    SimplifyStringValue
}
public class DiceExpression
{
    /* <expr> :=   <expr> + <expr>
     *           | <expr> - <expr>
     *           | [<number>]d(<number>|%)
     *           | <number>
     * <number> := positive integer
     * */
    private static readonly Regex numberToken = new Regex("^[0-9]+$");
    private static readonly Regex diceRollToken = new Regex("^([0-9]*)d([0-9]+|%)$");

    public static readonly DiceExpression Zero = new DiceExpression("0");

    private List<KeyValuePair<int, IDiceExpressionNode>> nodes = new List<KeyValuePair<int, IDiceExpressionNode>>();

    public DiceExpression(string expression)
        : this(expression, DiceExpressionOptions.None)
    { }
    public DiceExpression(string expression, DiceExpressionOptions options)
    {
        // A well-formed dice expression's tokens will be either +, -, an integer, or XdY.
        var tokens = expression.Replace("+", " + ").Replace("-", " - ").Split(' ', StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);

        // Blank dice expressions end up being DiceExpression.Zero.
        if (!tokens.Any())
        {
            tokens = new[] { "0" };
        }

        // Since we parse tokens in operator-then-operand pairs, make sure the first token is an operand.
        if (tokens[0] != "+" && tokens[0] != "-")
        {
            tokens = (new[] { "+" }).Concat(tokens).ToArray();
        }

        // This is a precondition for the below parsing loop to make any sense.
        if (tokens.Length % 2 != 0)
        {
            throw new ArgumentException("The given dice expression was not in an expected format: even after normalization, it contained an odd number of tokens.");
        }

        // Parse operator-then-operand pairs into this.nodes.
        for (int tokenIndex = 0; tokenIndex < tokens.Length; tokenIndex += 2)
        {
            var token = tokens[tokenIndex];
            var nextToken = tokens[tokenIndex + 1];

            if (token != "+" && token != "-")
            {
                throw new ArgumentException("The given dice expression was not in an expected format.");
            }
            int multiplier = token == "+" ? +1 : -1;

            if (DiceExpression.numberToken.IsMatch(nextToken))
            {
                this.nodes.Add(new KeyValuePair<int, IDiceExpressionNode>(multiplier, new NumberNode(int.Parse(nextToken))));
            }
            else if (DiceExpression.diceRollToken.IsMatch(nextToken))
            {
                var match = DiceExpression.diceRollToken.Match(nextToken);
                int numberOfDice = match.Groups[1].Value == string.Empty ? 1 : int.Parse(match.Groups[1].Value);
                int diceType = match.Groups[2].Value == "%" ? 100 : int.Parse(match.Groups[2].Value);
                this.nodes.Add(new KeyValuePair<int, IDiceExpressionNode>(multiplier, new DiceRollNode(numberOfDice, diceType)));
            }
            else
            {
                throw new ArgumentException("The given dice expression was not in an expected format: the non-operand token was neither a number nor a dice-roll expression.");
            }
        }

        // Sort the nodes in an aesthetically-pleasing fashion.
        var diceRollNodes = this.nodes.Where(pair => pair.Value.GetType() == typeof(DiceRollNode))
                                      .OrderByDescending(node => node.Key)
                                      .ThenByDescending(node => ((DiceRollNode)node.Value).DiceType)
                                      .ThenByDescending(node => ((DiceRollNode)node.Value).NumberOfDice);
        var numberNodes = this.nodes.Where(pair => pair.Value.GetType() == typeof(NumberNode))
                                    .OrderByDescending(node => node.Key)
                                    .ThenByDescending(node => node.Value.Evaluate());

        // If desired, merge all number nodes together, and merge dice nodes of the same type together.
        if (options == DiceExpressionOptions.SimplifyStringValue)
        {
            int number = numberNodes.Sum(pair => pair.Key * pair.Value.Evaluate());
            var diceTypes = diceRollNodes.Select(node => ((DiceRollNode)node.Value).DiceType).Distinct();
            var normalizedDiceRollNodes = from type in diceTypes
                                          let numDiceOfThisType = diceRollNodes.Where(node => ((DiceRollNode)node.Value).DiceType == type).Sum(node => node.Key * ((DiceRollNode)node.Value).NumberOfDice)
                                          where numDiceOfThisType != 0
                                          let multiplicand = numDiceOfThisType > 0 ? +1 : -1
                                          let absNumDice = Math.Abs(numDiceOfThisType)
                                          orderby multiplicand descending
                                          orderby type descending
                                          select new KeyValuePair<int, IDiceExpressionNode>(multiplicand, new DiceRollNode(absNumDice, type));

            this.nodes = (number == 0 ? normalizedDiceRollNodes
                                      : normalizedDiceRollNodes.Concat(new[] { new KeyValuePair<int, IDiceExpressionNode>(number > 0 ? +1 : -1, new NumberNode(number)) })).ToList();
        }
        // Otherwise, just put the dice-roll nodes first, then the number nodes.
        else
        {
            this.nodes = diceRollNodes.Concat(numberNodes).ToList();
        }
    }

    public override string ToString()
    {
        string result = (this.nodes[0].Key == -1 ? "-" : string.Empty) + this.nodes[0].Value.ToString();
        foreach (var pair in this.nodes.Skip(1))
        {
            result += pair.Key == +1 ? " + " : " − "; // NOTE: unicode minus sign, not hyphen-minus '-'.
            result += pair.Value.ToString();
        }
        return result;
    }
    public int Evaluate()
    {
        int result = 0;
        foreach (var pair in this.nodes)
        {
            result += pair.Key * pair.Value.Evaluate();
        }
        return result;
    }
    public decimal GetCalculatedAverage()
    {
        decimal result = 0;
        foreach (var pair in this.nodes)
        {
            result += pair.Key * pair.Value.GetCalculatedAverage();
        }
        return result;
    }

    private interface IDiceExpressionNode
    {
        int Evaluate();
        decimal GetCalculatedAverage();
    }
    private class NumberNode : IDiceExpressionNode
    {
        private int theNumber;
        public NumberNode(int theNumber)
        {
            this.theNumber = theNumber;
        }
        public int Evaluate()
        {
            return this.theNumber;
        }

        public decimal GetCalculatedAverage()
        {
            return this.theNumber;
        }
        public override string ToString()
        {
            return this.theNumber.ToString();
        }
    }
    private class DiceRollNode : IDiceExpressionNode
    {
        private static readonly Random roller = new Random();

        private int numberOfDice;
        private int diceType;
        public DiceRollNode(int numberOfDice, int diceType)
        {
            this.numberOfDice = numberOfDice;
            this.diceType = diceType;
        }

        public int Evaluate()
        {
            int total = 0;
            for (int i = 0; i < this.numberOfDice; ++i)
            {
                total += DiceRollNode.roller.Next(1, this.diceType + 1);
            }
            return total;
        }

        public decimal GetCalculatedAverage()
        {
            return this.numberOfDice * ((this.diceType + 1.0m) / 2.0m);
        }

        public override string ToString()
        {
            return string.Format("{0}d{1}", this.numberOfDice, this.diceType);
        }

        public int NumberOfDice
        {
            get { return this.numberOfDice; }
        }
        public int DiceType
        {
            get { return this.diceType; }
        }
    }
}

다른 팁

C#의 컴파일러 컴파일러 (YACC와 같은)에서 문법을 사용할 수 있습니다. antlr) 또는 당신의 글을 쓰기 시작하십시오 재귀 하강 파서.

그런 다음 메모리 내 데이터 구조를 구축합니다 ( +이외의 임의의 수학 작업을 원한다면 트리) 방문 할 수 있으므로 두 명의 방문자를 써야합니다.:

RollVisitor: 랜드 씨앗을 시작한 다음 각 노드를 방문하여 결과를 누적합니다.
GetMaxVisitor: 각 주사위의 상한을 합산하십시오
다른 방문객? (와 같은 PrettyPrintVisitor, RollTwiceVisitor, 등 등)

나는 그 생각을한다 방문 가능한 나무 여기서 가치있는 솔루션입니다.

일부 시도 :

주사위 롤링 표기법 문자열을 평가합니다

CodeProject에서 다음 기사를 살펴보세요. http://www.codeproject.com/KB/cpp/rpnexpressionevaluator.aspx.중위 표현식을 후위 표현식으로 변환한 후 평가하는 방법을 설명합니다.

파싱의 경우 정규식으로 처리하시면 될 것 같습니다.

라이센스 : CC-BY-SA ~와 함께 속성

제휴하지 않습니다 StackOverflow