【JavaScript】文字列として渡された数式を評価して計算する方法

文字列の数式を評価して計算結果を返す

本記事では、文字列形式で渡された数式を解析し、その計算結果を返すJavaScript関数の作成方法を解説します。

例えば、次のような数式が引数として与えられた場合を考えてみましょう。

const str = '1+23+4+5-30';

この場合、1 + 23 + 4 + 5 − 30 の計算が行われ、期待される出力は 3 となります。

実装コード

この問題を解決するコードは以下の通りです。

const str = '1+23+4+5-30';
const compute = (str = '') => {
    let total = 0;
    str = str.match(/[+\-]*(\.\d+|\d+(\.\d+)?)/g) || [];
    while (str.length) {
        total += parseFloat(str.shift());
    };
    return total;
};
console.log(compute(str));

コードの解説

この関数の核となるのは、正規表現による数値の抽出です。使用している正規表現 /[+\-]*(\.\d+|\d+(\.\d+)?)/g の各要素は次のような役割を持っています。

• [+\-]*: 数値の直前に付く符号（+ または -）が0個以上連続する部分にマッチします。
• (\.\d+|\d+(\.\d+)?): 「.5」のような小数点から始まる数値、あるいは「123」や「12.34」のような整数・小数にマッチします。
• g フラグ: 文字列全体から一致するすべてのパターンを配列として取得します。

これにより、例えば「1+23+4+5-30」という文字列は ["1", "+23", "+4", "+5", "-30"] という配列に分解されます。

その後、while ループ内で shift() を使って配列の先頭から順に要素を取り出し、parseFloat() で文字列を数値に変換しています。このとき「+23」は 23、「-30」は -30 として正しく解釈されるため、単純に合計を足し合わせるだけで計算が完了します。

このアプローチのメリット

文字列を評価する方法としては eval() を使う手段も考えられますが、eval() は任意のコードを実行できてしまうため、重大なセキュリティリスクを伴います。一方、この方法では正規表現で数値のみを厳密に抽出するため、悪意のあるコードが混入しても実行されることがなく、安全に計算処理を行えます。

なお、この実装が対応しているのは加減算のみです。乗除算や括弧を含む複雑な式を扱いたい場合は、演算子の優先順位を考慮したパーサーの実装が必要になります。

出力

コンソールに出力される結果は以下の通りです。

3