如何在Python中评估自定义数学表达式

Question

我正在用Python写一个自定义的掷骰子解析器（你可以笑，但我觉得这很有趣）。简单来说，我想用标准的数学计算方式，但加上一个'd'操作符：

#xdy
sum = 0
for each in range(x):
    sum += randInt(1, y)
return sum

比如说，1d6+2d6+2d6-72+4d100 = (5)+(1+1)+(6+2)-72+(5+39+38+59) = 84

我之前用正则表达式把所有的'd'替换成总和，然后再用eval来计算，但当遇到括号时，我的正则表达式就不管用了。有没有比自己实现递归解析更快的方法？或者说能不能给eval加个操作符？

补充一下：我好像给了个不太好的例子，因为上面的例子在我当前的版本中是可以工作的。我想要的是一种方法来计算，比如说(5+(6d6))d(7-2*(1d4))。
我说的“崩溃”只是指我现在的正则表达式失效了。对于我的失败我描述得太模糊了，抱歉让你们困惑了。以下是我现在的代码：

def evalDice(roll_matchgroup):
    roll_split = roll_matchgroup.group('roll').split('d')
    print roll_split
    roll_list = []

    for die in range(int(roll_split[0])):
        roll = random.randint(1,int(roll_split[1]))
        roll_list.append(roll)

def EvalRoll(roll):
    if not roll: return 0
    rollPattern = re.compile('(?P<roll>\d*d\d+)')
    roll_string = rollPattern.sub(evalDice, roll.lower())

在这个情况下，“1d6+4d100”可以正常工作，但“(1d6+4)d100”或者“1d6+4d(100)”就不行了。

Answer 1

看看这个叫做 PyParsing 的库。特别是它的 示例 页面上，有一个 示例，跟你想要的东西挺接近的：

dice2.py

这是一个骰子投掷解析器，可以用来计算像 "4d20+5.5+4d6.takeHighest(3)" 这样的字符串。

Answer 2

你可以在使用 re.sub 的时候，搭配一个 回调函数。点击这个链接后，往下找一段以“如果 repl 是一个函数...”开头的文字。

import re
import random

def xdy(matchobj):
    x,y=map(int,matchobj.groups())
    s = 0
    for each in range(x):
        s += random.randint(1, y)
    return str(s)
s='1d6+2d6+2d6-72+4d100'
t=re.sub('(\d+)d(\d+)',xdy,s)
print(t)
# 5+10+8-72+197
print(eval(t))
# 148

Answer 3

Python不允许你自己创建新的运算符，而且你不能用普通的语言来处理括号。你需要写一个递归下降解析器。不过，对于你这个掷骰子的语言来说，这应该是比较简单的。

另外，你也可以利用Python已有的运算符，并使用Python的解析工具把文本转换成抽象语法树（AST）。