А вот перебором возможных вариантов...правда я бы конечно ещё для упрощения скобки добавил для приоритета мат. операций(в некоторых случаях бы облегчило задачу, но как я понял по описанию-лишь арифм. выражения)..ну и дальше этот набор токенов летит в парсер и тот уже спуском решает и выдает экспрешн и его результат. Хотя такое в целом сложновато выглядит, да и не очень хорошо, но это первое что в голову пришло. А вообще можно сделать действительно простое дерево решений, и просто подбирать следующее арифм выражение в зависимости от результата предыдущего(опять же учитывая приоритет мат. операций), так да-проще, но не думаю что быстрее..