如何更简洁拆分数学表达式输入？求兼容负数的优化方案

使用Python的re模块可以一行完成输入拆分，同时完美支持负数场景（包括开头负号、操作符后的负号），代码简洁且效率更高。

实现代码 #

import re

def main():
    user_input = input("What problem would you like solved?\nProblem: ")
    # 正则匹配：可选负号开头的数字，或操作符
    problem_list = re.findall(r'-?\d+|[+\-*/]', user_input)
    print(problem_list)

if __name__ == "__main__":
    main()

正则表达式说明 #

r'-?\d+|[+\-*/]' 的具体含义：

• -?\d+：匹配带可选负号的数字，-?表示负号可有可无，\d+匹配一个或多个连续数字
• |：逻辑或，匹配两侧任意一种模式
• [+\-*/]：匹配任意一个算术操作符（+、-、*、/）

测试验证 #

• 输入 10+2*5-534/2，输出 ['10', '+', '2', '*', '5', '-', '534', '/', '2']（符合预期）
• 输入 -10+2*-5，输出 ['-10', '+', '2', '*', '-5']（正确识别负数）
• 输入 10--2，输出 ['10', '-', '-2']（正确区分减号与负号）

如果不想依赖正则，也可以修复原代码的bug并扩展负数支持：

原代码问题点 #

1. 循环结束后未处理剩余的str_build，比如输入10+2会漏掉末尾的2
2. 无法区分减号和负号，比如-10会被拆成['-', '10']而非['-10']

修复后的代码 #

def check_for_sign(character: str) -> bool:
    return character in '+-*/'

def main():
    user_input: str = input("What problem would you like solved?\nProblem: ")
    str_build: str = ""
    problem_list: list = []
    index: int = 0
    length = len(user_input)

    while index < length:
        curr_char: str = user_input[index]
        # 处理负号：开头的-，或操作符后的-视为数字一部分
        if curr_char == '-' and (index == 0 or check_for_sign(user_input[index-1])):
            str_build += curr_char
            index += 1
            continue
        
        if not check_for_sign(curr_char):
            str_build += curr_char
        else:
            if str_build != "":
                problem_list.append(str_build)
            problem_list.append(curr_char)
            str_build = ""
        index += 1
    
    # 加入最后剩余的数字
    if str_build != "":
        problem_list.append(str_build)
    
    print(problem_list)

if __name__ == "__main__":
    main()

优化细节 #

• 简化check_for_sign函数，用character in '+-*/'替代繁琐的match-case判断
• 新增负号识别逻辑：当-位于输入开头，或前一个字符是操作符时，将其归为数字的一部分
• 循环结束后补充处理剩余的str_build，修复末尾数字遗漏的bug

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aon221