はじめに

eval関数とは文字列を式として評価する関数です。evalはC言語などのコンパイラ言語にはほとんどないですが，JavaScriptなどのインタプリタ言語で一般的です。ここではC言語のための文字列を数式として処理するeval風関数を作成します。ソースコードはGitHubにあげてあります。

主な仕様

evalは引数の数式を計算し，その結果を戻り値とする関数にします。evalではsin，exp，sqrtなどのmath.hにある関数が使えるようにします。関数を含めた数式の計算順は次のようになります。計算過程は全て文字列として処理を行います。

1. 関数：sin，exp，sqrtなど
2. 括弧：(，)
3. 乗法，除法：*，\
4. 加法，減法：+，-

関数の計算を行うcalcfunc，四則演算を行うcalcを作成します。括弧の処理にはevalを使用します。プログラムの疑似コード（？）と共に説明します。実際のソースコードは長いのでGitHubを参照してください。実装は基本的に単純で，上記の箇条書きの順番通りに計算するだけです。

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double eval(char *str) {
	for (文字列先頭からループ) {
		if (関数があった時) {
			str2 = 関数とその引数;
			str3 = num2str(calcfunc(str2));
			str = str2 を str3 に置換;
		}
	}
	for (文字列先頭からループ) {
		if (括弧があった時) {
			str2 = 括弧内の文字列;
			str3 = num2str(eval(str2));
			str = (str2) を str3 に置換;
		}
	}
	for (文字列先頭からループ) {
		if (*, / があった時) {
			str2 = 計算範囲;
			str3 = num2str(calc(str2));
			str = str2 を str3 に置換;
		}
	}
	for (文字列先頭からループ) {
		if (+, - があった時) {
			str2 = 計算範囲;
			str3 = num2str(calc(str2));
			str = str2 を str3 に置換;
		}
	}
	return atof(str);
}

処理の流れの例

引数に3*sqrt(4)+(5-2)とした時を例にして説明します。まず都合が良くするために全体に(，)を付けます。

次に計算の順番通りに関数を呼び出し計算します。

次に*，\による計算をcalcを用いて行います。最後に+，-による計算を行います。最終的に残った値を実数値としてreturnします。

まとめ・今後

C言語用のeval風関数を作成しました。calc等の関数について触れませんでしたが，説明を付け加えるかもしれません。ぜひ構文解析等の勉強に役立てばと思います。今後の課題としてメモリを多用する，処理速度が遅いなどが挙げられるので改善したいです。また，バグがあるかもしません。

文献

1. ソースコード(GitHub)
2. C言語でeval風関数(Qiita)