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vimを用いた数式の置換(a^b→pow(a,b))について。

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H.Y.

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前提・実現したいこと

初めての質問なので至らない点があったら申し訳ありません。

Matlabでの計算プログラムをC++に書き換えようとしています。
具体的には、vimを用いてMatlabでの累乗の計算a^bをC++用にpow(a,b)に書き換えようとしています。

例えば、
S^nやa^2などは、

:%s/S\^n/pow(S,n)/g
:%s/a\^\([0-9]*\)/pow(S,\1)/g


などで置換することができますが、

S^(n+1)や(a+b)^2、a^(b*(c+d))などを^の前後に()がある場合にどう対処すれば良いのか分かりません。(特に二重()の場合)

どの様な正規表現を用いてvimコマンドを使えば良いのか、分かる方が居ればご教授お願いいたします。

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回答 5

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+1

正規表現の処理能力を超えているので無理です。
vimの「正規表現」は本来の正規表現から拡張されているのでもしかするとできるかもしれませんが、
この正規表現に取り組む時間より,手作業で実直に^をpowに書き換えてゆくほうがトータルの手間が小さい。と、思われるくらい難しいと僕は想定しますね。
まじめにやるならMATLABにおける『式』の文法を記述することになるので。
現実問題としてはシンプルな形のものだけをvimで置換して、括弧が多重になってるようなややこしいのだけを手動で編集するとか。

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  • 2018/01/04 11:13

    演算子「^」をオーバーロードして累乗演算子にしてしまえば楽かもしれない。

    キャンセル

+1

再帰する可能性があるので正規表現では面倒です。vim の正規表現ではできないかもしれません。
別の方法を考えるのが楽だと思います。

追記

別の方法の一例としてソースレベルで変換するのではなく MATLAB でコンパイルした dll を読み込んだり exe と通信する方法があるのを紹介しておきます。

VisualC++を​使ってMATLABと​C言語をつなぎたいの​ですが、どのようにし​たらいいのでしょうか​。

ソースを変換することが重要なのであれば私なら構文解析して組み直します。

四則演算とカッコと累乗のみであれば構文木まで作らずともカッコを数えながら簡単に変換できるかもしれませんし、かえって構文木を作った方が簡単かもしれません。
どちらにしても正規表現でやるよりは楽そうです。

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普通の正規表現では出来ないですね。

Rubyを使って、

echo 'x^2+(a+1)^((b+3)*2)' |

ruby -ple "gsub(/(?<p>(?:[^()]|\(\g<p>*\)))\^(?<q>(?:[^()]|\(\g<q>*\)))/,'pow(\k<p>,\k<q>)')"

あんまりいろいろなパターンを試していませんので、バグありかと思いますが。

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入れ子が続く可能性を考えると安全性に倒した回答にならざるを得ません。
けど、それを理解したうえで、試験的に適用してみるのは良いかも。
あまり汎用性を狙わず、例で示されたパターンだけを書いてみました。

s/\(([^()]*)\)\^\([0-9]*\)/pow(\1, \2)/g
s/\([A-Za-z]*\)\^\(([^()]*)\)/pow(\1, \2)/g
s/\([A-Za-z]*\)\^\(([^(]*([^()]*)[^)]*)\)/pow(\1, \2)/g

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括弧の多重の入れ子状態があるかもしれない式のどこからどこまでを累乗の範囲とするかを正規表現で判断するのはかなり難しいかなと思います。
なので、累乗の範囲を手動で指定して置換していくのをオススメします。

まず、/\^で累乗っぽいところを検索します。
それでファイルの上から順に跳んでいって、累乗の箇所をビジュアルモードで選択します。
:を打って、次のコマンドを入れます。
'<,'>s/\([^\^]*\)\^\([^\^]*\)/pow(\1,\2)/
それでnで次の候補に跳んで、同じくビジュアルモードで累乗の箇所を範囲指定します。
:上キーで同じ式を出してエンター
以下同じことを累乗の箇所がなくなるまで続けます。

範囲指定がちょいと面倒くさいかもしれませんが、vimなのでf)とか%とかで閉じ括弧までジャンプできるのでそこまで大変ではないとは思います。

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