[原创]C语言中幂函数如果使用“x^n”……_felonwan

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[原创]C语言中幂函数如果使用“x^n”……

(2013-12-21 00:33:19)

标签：

c语言

幂函数

数值计算

perl

括号配对

分类：想法观点

[原创]网络转载敬请注明作者felonwan和出处，其它出版计划请联系作者。

C/C++效率高，用来做系统底层的设计无疑是很好的，但是现在也有很多人用来做数值计算。

不过其中有很多东西C/C++并没有为数值计算优化。最简单的，比如：幂函数居然要写成pow(x,n)这样比较复杂的形式，如果使用x^n更符合直觉，更易用；复杂一点的，Fortran里有对矩阵的操作块的操作，C/C++里只能一个数一个数地操作。

如果能做一个编译器级别的改变肯定是最好的，引入一些对于数值计算更易用的语法，再引入一些数值计算库，或许可以开发一个C数值计算的变种。不过这个事笔者目前是没有这能力。如果有人有能力而且感兴趣，不妨建个开源项目什么的。

易学易用是重要的一方面，但是功能的强大、方便扩展无疑更重要。如果这个C/C++的分支相对于原始C/C++及其它科学计算语言来说没有很大的优势，肯定做不起来，不如不做！目前Fortran做数值计算就比C易学易用一些；科学计算的库，也已经有很多了，有类似matlab矩阵操作的库函数，有符号计算的库；matlab、mathematica这样的脚本语言很成熟，易用扩展性强；结合C和python脚本的scipy和numpy这样的科学计算平台做得也很好，用的人不少。

这里，我们做了一点小东西，就是不改变标准C语法，只是写程序的时候：用$表示标准C语言中的按位异或，用^表示乘方，然后在预处理的时候再转换回去。（这种事情意义不大，如果能成为标准才有意义）

下面是把“x^n”转变成“pow(x,n)”的Perl脚本，考虑了各种可能的情况：

#!/usr/bin/perl

# dynamic regexp

my $levelN;

$levelN = qr/ (?> [^()]+ | $ (??{ $levelN }) $ )* /x;

# open file, do the replacement and print to screen.

if(open(FH,@ARGV[0])){

while(){

my $line=$_;

my $line1=$line;

while(1){

$line1=~ s/($$levelN$)\s*\^\s*($$levelN$)/pow($1,$2)/g; #(a+b)^(c+d)

if("$line1" eq "$line"){last;}

$line=$line1;

}

while(1){

$line1=~ s/(\w*\.*\w*)\s*\^\s*($$levelN$)/pow($1,$2)/g; #a^(b+c)

if("$line1" eq "$line"){last;}

$line=$line1;

}

while(1){

$line1=~ s/($$levelN$)\s*\^\s*(\w*\.*\w*)/pow($1,$2)/g; #(a+b)^c

if("$line1" eq "$line"){last;}

$line=$line1;

}

while(1){

$line1=~ s/(\w*\.*\w*)\s*\^\s*(\w*\.*\w)/pow($1,$2)/g; #a^b

if("$line1" eq "$line"){last;}

$line=$line1;

}

print "$line1"

}

close(FH);

}

else{

print "Error: Open FILE '@ARGV[0]' fail!\n"

}

用法：./topow.pl filename.c >newname.c

有小缺点：括号不能去掉；代码里面4种不同类型的字符替换代码重复度高、顺序不能变。

第一次写的perl脚本，花了半天的时候边学边写。对于正则表达式了解不多，所以只能这样了，凑合能用，如果高手能指点再简化一下就更完美了。

另外可以参考相关讨论和网友zhao4zhong1的C语言版本源代码：http://bbs.csdn.net/topics/390671469

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