如何在Python链式运算函数中保持正确的数学运算优先级？

问题根因 #

你当前的实现是运算左结合立即求值，所有运算符优先级完全相同，从左到右依次计算，所以1 + 2 * 10会被计算为(1+2)*10=30，不符合先乘除后加减的数学运算规则。 #

解决方案 #

可以在保留原调用方式、纯函数式风格的前提下，改为先缓存所有运算序列，遇到=时再按优先级求值：

from functools import reduce

def calc(expr):
    # 首次调用传入数字时初始化运算序列
    if isinstance(expr, (int, float)):
        expr = [expr]
    return lambda op: {
        '+': lambda b: calc(expr + ['+', b]),
        '-': lambda b: calc(expr + ['-', b]),
        '*': lambda b: calc(expr + ['*', b]),
        '/': lambda b: calc(expr + ['/', b]),
        '=': (lambda:
            # 第二步：计算仅含加减的表达式
            (lambda mid: mid[0] + sum((b if o == '+' else -b) for o, b in zip(mid[1::2], mid[2::2])))
            (
                # 第一步：优先计算所有乘除，生成仅含加减的中间序列
                reduce(
                    lambda acc, item:
                        acc[:-1] + [acc[-1] * item[1]] if item[0] == '*' else
                        acc[:-1] + [acc[-1] / item[1]] if item[0] == '/' else
                        acc + [item[0], item[1]],
                    zip(expr[1::2], expr[2::2]),
                    [expr[0]]
                )
            )
        )()
    }[op]

验证效果 #

print(calc(1)('+')(2)('*')(10)('=')) # 输出 21，符合预期

实现说明 #

• 全程无可变状态，每次调用都生成新的运算序列，符合纯函数式设计要求
• 原调用接口完全不变，不需要修改上层调用逻辑
• 遇到=才触发求值，求值时先遍历所有运算符完成乘除运算，再处理加减运算，符合标准数学优先级规则

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mama