如何有效地计算 C 中的数学表达式？

C 语言数学表达式的高效计算

计算复杂的数学表达式是科学计算中的一项常见任务。解决这个问题有多种方法，每种方法都有其优点和缺点。本文探讨了在 C 语言中计算数学表达式的最佳方法，并提出了使用 ExprTk 库的全面解决方案。

Python 嵌入

将 Python 嵌入到 C 中是一种流行的选择用于评估数学表达式。然而，这种方法会带来管理 Python 解释器和两种语言之间桥接的开销。

ExprTk 库

ExprTk 是专门为评估数学而设计的 C 库表达式。它为解析和执行表达式提供了一个高效且简单的 API，使其成为此任务的绝佳选择。

使用 ExprTk 计算表达式的示例：

<code class="cpp">#include <cstdio>
#include <string>
#include "exprtk.hpp"

int main()
{
  // Define an expression string
  std::string expression_string = "3 + sqrt(5) + pow(3, 2) + log(5)";

  // Create an ExprTk expression object
  exprtk::expression<double> expression;

  // Create an ExprTk parser object
  exprtk::parser<double> parser;

  // Compile the expression
  if (parser.compile(expression_string, expression))
  {
    // Evaluate the expression
    double result = expression.value();

    // Print the result
    printf("Result: %19.15\n", result);
  }
  else
    printf("Error in expression\n.");

  return 0;
}</code>

ExprTk 库提供几个优点：

• 高效的解析和执行
• 支持广泛的数学运算符和函数
• 可用于构建复杂的表达式链
• 拥有简单易用的 API

通过利用 ExprTk 库，开发人员可以实现对 C 数学表达式的高效可靠的评估，而无需与 Python 嵌入相关的开销。

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