# 简单计算器的实现
本篇更像是 的实践学习,也是数据处理学习的深入,把不是我们需要的格式处理成我们需要的格式
计算器可以抽样出几个函数出来
弹栈时计算两个数字和运算符组成的算式结果的函数
判断元素是数字还是运算符的函数
把算式处理成列表形式的函数,如 '-1-2*((-2+3)+(-2/2))' 要处理成 ['-1','-','2','*','(','(','-2','+','3',')','+','(','-2','/','2',')',')']
决策函数,决定应该是入栈,弹栈运算,还是弹栈丢弃
主函数,遍历算式列表,计算最终结果
# 一、所需要使用的库
import re |
# 二、代码以及结果
# 这部分用于计算器的具体计算功能实现 | |
def caculate(n1,n2,operator): | |
# n1:float | |
# n2:float | |
# operator: + - * / | |
# return float | |
result = 0 | |
if operator == "+": | |
return n1 + n2 | |
if operator == "-": | |
return n1 - n2 | |
if operator == "*": | |
return n1*n2 | |
if operator == "/": | |
return n1/n2 | |
return result | |
# 这部分判断是否是运算符,如果是就返回 True 否则就返回 False | |
def is_operator(e): | |
# e: str | |
# return bool | |
opers = ['+','-','*','/','(',')'] | |
return True if e in opers else False | |
# 将算式处理成列表,解决 '-' 是负数还是列表 | |
def formula_format(formula): | |
# 去掉算式中的空格 | |
formula = re.sub(' ','',formula) | |
# 以 ' 横杠 + 数字 ' 分割,其中正则表达式:(\-\d+\.?\d*) 括号内: | |
# \- 表示匹配横杠开头; \d+ 表示匹配数字 1 次或多次;\.? 表示匹配小数点 0 次或 1 次;\d * 表示匹配数字 1 次或多次。 | |
formula_list = [i for i in re.split('(\-\d+\.?\d*)',formula) if i] | |
# 最终算式列表 | |
final_formula = [] | |
for item in formula_list: | |
#第一个是以横杠开头的数字(包括小数)final_formula, 即第一个是负数,横杠就不是减号 | |
if len(final_formula) == 0 and re.search('^\-\d+\.?\d*$',item): | |
final_formula.append(item) | |
continue | |
if len(final_formula) > 0: | |
#如果 final_formal 最后一个运算符 ['+', '-', '*', '/', '('], 则横杠数组不是负数 | |
if re.search('[\+\-\*\/\(]$',final_formal[-1]): | |
final_formula.append(item) | |
continue | |
# 按照运算符分割开 | |
item_split = [i for i in re.split('([\+\-\*\/\(\)])',item) if i] | |
final_formula += item_split | |
return final_formula | |
def decision(tail_op, now_op): | |
# tail_op: 运算符栈的最后一个运算符 | |
# now_op: 从算式列表取出的当前运算符 | |
# return: 1 代表弹栈运算,0 代表弹运算符栈最后一个元素, -1 表示入栈 | |
# 定义 4 种运算符级别 | |
rate1 = ['+', '-'] | |
rate2 = ['*', '/'] | |
rate3 = ['('] | |
rate4 = [')'] | |
if tail_op in rate1: | |
if now_op in rate2 or now_op in rate3: | |
# 说明连续两个运算优先级不一样,需要入栈 | |
return -1 | |
else: | |
return 1 | |
elif tail_op in rate2: | |
if now_op in rate3: | |
return -1 | |
else: | |
return 1 | |
elif tail_op in rate3: | |
if now_op in rate4: | |
return 0 # (遇上) 需要弹出 (,丢掉 ) | |
else: | |
return -1 # 只要栈顶元素为 (,当前元素不是) 都应入栈。 | |
else: | |
return -1 | |
def final_calc(formula_list): | |
num_stack = [] # 数字栈 | |
op_stack = [] # 运算符栈 | |
for e in formula_list: | |
operator = is_operator(e) | |
if not operator: | |
# 压入数字栈 | |
# 字符串转换为符点数 | |
num_stack.append(float(e)) | |
else: | |
# 如果是运算符 | |
while True: | |
# 如果运算符栈等于 0 无条件入栈 | |
if len(op_stack) == 0: | |
op_stack.append(e) | |
break | |
# decision 函数做决策 | |
tag = decision(op_stack[-1], e) | |
if tag == -1: | |
# 如果是 - 1 压入运算符栈进入下一次循环 | |
op_stack.append(e) | |
break | |
elif tag == 0: | |
# 如果是 0 弹出运算符栈内最后一个 (, 丢掉当前),进入下一次循环 | |
op_stack.pop() | |
break | |
elif tag == 1: | |
# 如果是 1 弹出运算符栈内最后两个元素,弹出数字栈最后两位元素。 | |
op = op_stack.pop() | |
num2 = num_stack.pop() | |
num1 = num_stack.pop() | |
# 执行计算 | |
# 计算之后压入数字栈 | |
num_stack.append(calculate(num1, num2, op)) | |
# 处理大循环结束后 数字栈和运算符栈中可能还有元素 的情况 | |
while len(op_stack) != 0: | |
op = op_stack.pop() | |
num2 = num_stack.pop() | |
num1 = num_stack.pop() | |
num_stack.append(calculate(num1, num2, op)) | |
return num_stack, op_stack | |
if __name__ == '__main__': | |
formula = input('请输入:\n') | |
print("算式:", formula) | |
formula_list = formula_format(formula) | |
result, _ = final_calc(formula_list) | |
print("计算结果:", result[0]) |