合理解析科学符号？

Question

我想能够写一个函数，它接收一个用科学符号表示的数字作为一个字符串，并把系数和指数分开作为单独的项。我可以使用一个正则表达式，但是输入的数字可能不是标准化的，我更希望能够标准化，然后将部分分解。

一位同事已经找到了使用VB6解决方案的一部分方法，但还没有完全实现，如下面的文字记录所示。

cliVe> a = 1e6
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 10 exponent: 5 

应该是1和6

cliVe> a = 1.1e6
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.1 exponent: 6

更正

cliVe> a = 123345.6e-7
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.233456 exponent: -2

更正

cliVe> a = -123345.6e-7
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.233456 exponent: -2

应为-1.233456和-2

cliVe> a = -123345.6e+7
cliVe> ? "coeff: " & o.spt(a) & " exponent: " & o.ept(a)
coeff: 1.233456 exponent: 12

更正

有什么想法吗？顺便说一下，Clive是一个基于VBScript的CLI，可以在myweblog上找到。

Answer 1

Google在"scientific notation regexp"上显示了许多匹配项，包括this one（不要使用它！！！！）使用

*** warning: questionable ***
/[-+]?[0-9]*\.?[0-9]+([eE][-+]?[0-9]+)?/

其中包括-.5e7和+00000e33（这两种情况您可能都不允许）。

相反，我强烈建议您使用Doug Crockford的JSON website语法，它显式地记录了JSON中数字的构成。下面是从该页获取的相应语法图：

_{（来源：json.org）}

如果您查看他的json2.js脚本的第456行（在javascript中安全地转换为JSON或从JSON转换为JSON），您将看到regexp的这一部分：

/-?\d+(?:\.\d*)?(?:[eE][+\-]?\d+)?/

讽刺的是，这和他的语法图不匹配。。。。（看起来我应该提交一个bug）我相信实现该语法图的regexp是这样的：

/-?(?:0|[1-9]\d*)(?:\.\d*)?(?:[eE][+\-]?\d+)?/

如果你也想要一个初始的+值，你会得到：

/[+\-]?(?:0|[1-9]\d*)(?:\.\d*)?(?:[eE][+\-]?\d+)?/

根据您的喜好添加捕获括号。

我还强烈建议您充实一堆测试用例，以确保您包括那些您希望包括（或不包括）的可能性，例如：

allowed:
+3
3.2e23
-4.70e+9
-.2E-4
-7.6603

not allowed:
+0003   (leading zeros)
37.e88  (dot before the e)

祝你好运！

Answer 2

基于最高级别的答案，我稍微修改了regex为/^[+\-]?(?=.)(?:0|[1-9]\d*)?(?:\.\d*)?(?:\d[eE][+\-]?\d+)?$/。

这样做的好处是：

1. 允许像.9这样的匹配数字（我用?使(?:0|[1-9]\d*)可选）
2. 防止只匹配开头的运算符，并防止匹配零长度字符串（使用lookahead，(?=.)）
3. 防止匹配e9，因为它需要在科学符号之前使用\d

我的目标是用它来捕捉有意义的数字和做有意义的数学。因此，我还将用So:/^[+\-]?(?=.)(0|[1-9]\d*)?(\.\d*)?(?:(\d)[eE][+\-]?\d+)?$/这样的捕获组来分割它。

如何从中获取有效数字的说明：

1. 整个捕获是您可以传递给parseFloat()的数字
2. 匹配项1-3将显示为未定义的或字符串，因此组合它们（将undefined替换为''）应给出可从中提取有效数字的原始数字。

这个regex还防止匹配左填充的零，JavaScript有时接受左填充的零，但我已经看到这会导致问题，并且不会给有效数字添加任何内容，所以我认为防止左填充的零是一个好处（特别是在表单中）。不过，我相信regex可以被修改为吞噬左填充的零。

我发现这个regex的另一个问题是它与90.e9或其他类似的数字不匹配。然而，我发现这种或类似的匹配是极不可能的，因为这是科学记数法中的惯例，以避免这样的数字。尽管可以用JavaScript输入，但也可以轻松地输入9.0e10，并获得相同的有效数字。

更新

在我的测试中，我还发现了它可能匹配'.'的错误。因此，应该将look ahead修改为(?=\.\d|\d)，这将导致最终的regex：

/^[+\-]?(?=\.\d|\d)(?:0|[1-9]\d*)?(?:\.\d*)?(?:\d[eE][+\-]?\d+)?$/

Answer 3

这里有一些Perl代码，我刚刚很快就破解了。

my($sign,$coeffl,$coeffr,$exp) = $str =~ /^\s*([-+])?(\d+)(\.\d*)?e([-+]?\d+)\s*$/;

my $shift = length $coeffl;
$shift = 0 if $shift == 1;

my $coeff =
  substr( $coeffl, 0, 1 );

if( $shift || $coeffr ){
  $coeff .=
    '.'.
    substr( $coeffl, 1 );
}

$coeff .= substr( $coeffr, 1 ) if $coeffr;

$coeff = $sign . $coeff if $sign;

$exp += $shift;

say "coeff: $coeff exponent: $exp";