Cómo evaluar expresiones matemáticas ...

 

MSc. Alexander Borbón Alpízar.

   
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Introducción

El objetivo principal de este artículo es mostrar una manera de programar un evaluador de expresiones matemáticas en JAVA. En el artículo se explicará tanto la teoría matemática sobre la evaluación de expresiones como la creación del programa mismo.

El evaluador se realiza en JAVA [4], ya que es un lenguaje de programación muy accesible (es ``open source'', que significa que puede ser utilizado de forma gratuita) y permite acoplarse fácilmente con un navegador de Internet. Además, este programa tiene clases con muchas funciones que permiten trabajar con texto, lo que hace más sencillo el trabajo. Sin embargo, las ideas pueden ser trasladadas a otros lenguajes de programación (de hecho, al final del artículo se encuentra la versión en JAVA y un programa similar para Visual Basic).

El evaluador consta de dos módulos, el primero se encarga de revisar que la expresión esté bien digitada y la ``traduce'' a una expresión más simple para que la computadora pueda ``entenderla''. En este caso, la expresión se pasará a notación postfija3, esta notación lo que hace es escribir el operador después de los números que opera; por ejemplo, una expresión como $x+1$ el programa la traduciría como ``$x$ 1 +''.

El segundo módulo lo que hace es evaluar un valor dado en la expresión en notación postfija (ya sea la última que se digitó o cualquier expresión en notación postfija). Este módulo también tomará en cuenta cuando se evalúa en un valor en donde la expresión no tiene sentido en los números reales (división por cero o raíz par de un número negativo); en estos casos se lanzará una excepción (un error no muy grave o una conclusión anormal en JAVA).

Para la programación de estos módulos se va a suponer que la ecuación que digita el usuario está bien escrita y en la última sección se explicará la idea general para poder verificarlo.

Este artículo está dirigido a profesores de matemáticas y programadores que quieran aprender a realizar un evaluador de expresiones matemáticas para sus proyectos o que les gustaría conocer un poco sobre la técnica que hay atrás de la programación de un evaluador.

Aunque en este momento el programador ansioso debe querer iniciar programando de una vez, se necesita primero comprender bien la teoría básica, así que antes de empezar a trabajar en JAVA se va a explicar la notación postfija, cómo se evalúa en ella y la procedencia de los operadores.


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