面向对象程序设计_Task4_Calculator1.1
The 2nd part of the Calculator program
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诶嘿，第二部分，要开始实现计算的功能了，估计离不是黑框框的界面也不远了(离题ing...)
Part 1
话归正传，这一次的目的是在cmd(我的是windows)调用的方式来得出计算的表达式的值，所以，在函数功能基本完工之后，需要将main函数的参数进行调整，即 int main(int argc, char argv[]) ,因为我使用的是VS，所以一开始就加上main函数的参数，然后在项目属性-调试-参数直接输入要计算的表达式即可。
Part 2
然后就是Calculation类的实现啦
其实一看到这个，我第一感觉就是用前后缀表达式来做，但是仔细想想好像又有点不符合题目的要求：
“要求使用两个栈来处理（这里要使用
这一点似乎与后缀表达式的过程有点矛盾，后缀表达式的处理结果是某一个栈存放着顺序或逆序的后缀表达式，而不是一个栈存放着数值，另一个栈存放着符号。
拖着这么久没写的原因之一，是一直有个想法，根据后缀表达式的计算顺序，将后缀表达式拆分成数值和符号两部分，然后参照后缀表达式的计算思想扫描两个栈进行计算，但是....革命尚未成功，同志仍须努力...
所以最后还是暂时先用后缀表达式来计算。
OK，那么什么是后缀表达式呢？将将将将~
我们习惯上写的表达式，成为中缀表达式，如 (1 + 2) * 5 - 6
而前后缀表达式与之不同之处在于，运算符相对于操作数的位置不同：前缀表达式的运算符位于与其相关的操作数之后，后缀同理
如上式的前缀表达式：- * + 3 4 5 6
后缀表达式： 3 4 + 5 * 6 -
讲完了概念，接下来就是怎么转换和求值——参考博客
了解完前中后缀表达式，下面便是实现过程了,为了便于理解，version1.1.0(hah~)用了3个栈来操作
首先是Calculation.h头文件的主要部分
const int SIZE = 250; // 表达式的最大长度（即q.size() <= SIZE)
class Calculation
{
public:
Calculation(void);
~Calculation(void);
void setPriorityLevel();
bool isOperator(string s);
bool isDigit(string s);
void toPostfixExpression(queue<string> q);
void calculatingExpression(queue<string> q, bool is_Exceed10);
public:
int priority[128]; // 存储运算符的优先级
stack<string> cacheStack; // 缓存栈
stack<string> digitStack; // 数字栈，包括处理与运算过程
stack<string> operatorStack; // 操作符栈，包括"+", "-", "*", "/", "(", ")"
};
对这一个类主要的函数 void toPostfixExpression(queue
toPostfixExpression函数是将传入的队列转换成后缀表达式，依照转换的思想并不难写出：解决了对数值、运算符（暂只支持+-*/）、左右括号的不同处理，其他再慢慢调整即可。
void Calculation::toPostfixExpression(queue<string>q)
{
string temp; // 记录传入的q队列的队首元素
while (!q.empty())
{
temp = q.front();
if (isDigit(temp)) // 若该队首元素是数字，则直接进栈
{
cacheStack.push(temp);
}
else if (isOperator(temp)) // 若该队首元素为运算符，包括"+", "-", "*", "/"
{
if (operatorStack.empty()) // 若运算符栈为空，则直接进栈
{
operatorStack.push(temp);
}
else if (operatorStack.top() == "(") // 若运算符栈顶为左括号，则直接进栈
{
operatorStack.push(temp);
}
else if (priority[temp[0]] < priority[operatorStack.top()[0]]) // 若当前temp的优先级比栈顶运算符的优先级高，则直接进栈
{
operatorStack.push(temp);
}
else // 当不满足如上3种条件时，将操作符栈的栈顶元素push进缓存栈cacheStack之后出栈，重复操作直到操作符栈满足上述3种情况之一为止
{
cacheStack.push(operatorStack.top());
operatorStack.pop();
continue;
}
}
else if (temp == "(") // 若该队首元素为"("，直接进栈
{
operatorStack.push(temp);
}
else if (temp == ")") // 若该队首元素为")"，弹出操作符栈栈顶元素直到遇见"("，将弹出元素push进缓存栈
{
while (!operatorStack.empty())
{
if (operatorStack.top() == "(")
{
operatorStack.pop();
break;
}
cacheStack.push(operatorStack.top());
operatorStack.pop();
}
}
q.pop(); // 弹出队首元素，继续下一元素的判断
}
while (!operatorStack.empty()) // 将剩下的操作符压入缓存栈cacheStack
{
cacheStack.push(operatorStack.top());
operatorStack.pop();
}
}
calculatingExpression函数是计算部分，同样地，只要理解了计算思路：从左至右扫描表达式，遇到数字时，将数字压入堆栈，遇到运算符时，弹出栈顶的两个数，用运算符对它们做相应的计算（次顶元素 op 栈顶元素），并将结果入栈；重复上述过程直到表达式最右端，最后运算得出的值即为表达式的结果。 一步一步完成即可。
其中需要注意的一点是，计算时string->int，计算后int->string，应用基于
void Calculation::calculatingExpression(queue<string> q, bool is_Exceed10)
{
if (is_Exceed10) // 若超过10位数的数字存在为真
{
cout << "Input error ! Not exceeding 10 digits expected! " << endl;
return ;
}
setPriorityLevel(); // 设置符号的优先级
toPostfixExpression(q); // 将中缀表达式转换为后缀表达式
/**********计算部分***********/
string postfixExp[SIZE]; // 由于计算时需对缓存栈从栈底到栈顶的逐一扫描，故用string数组进行遍历操作
int expLen = 0;
while (!cacheStack.empty())
{
postfixExp[expLen++] = cacheStack.top();
cacheStack.pop();
}
stringstream stream; // 用stringstream流进行string和int的格式转换
for (int i = expLen - 1; i >= 0; i--)
{
if (isDigit(postfixExp[i])) // 若该元素为数字，则直接入数字栈digitStack
{
digitStack.push(postfixExp[i]);
}
else if (isOperator(postfixExp[i])) // 若该元素为运算符，则弹出数字栈的两个数进行相应的运算并将结果push进数字栈
{
int rightNum = 0; // 右操作数
if (!digitStack.empty())
{
stream << digitStack.top(); // 格式转换：string->int
stream >> rightNum;
digitStack.pop();
stream.clear(); // stringstream流的清空，以便重复利用
}
int leftNum = 0; // 左操作数
if (!digitStack.empty())
{
stream << digitStack.top(); // 格式转换：string->int
stream >> leftNum;
digitStack.pop();
stream.clear();
}
string res; // res用于临时存储运算结果，push进数字栈
if (postfixExp[i] == "+") // 加法运算
{
stream << (leftNum + rightNum); // 格式转换：int->string
stream >> res;
stream.clear();
digitStack.push(res); // 运算结果进栈
res = "";
}
else if (postfixExp[i] == "-") // 减法运算
{
stream << (leftNum - rightNum); // 格式转换：int->string
stream >> res;
stream.clear();
digitStack.push(res); // 运算结果进栈
res = "";
}
else if (postfixExp[i] == "*") // 乘法运算
{
stream << (leftNum * rightNum); // 格式转换：int->string
stream >> res;
stream.clear();
digitStack.push(res); // 运算结果进栈
res = "";
}
else if (postfixExp[i] == "/") // 除法运算
{
stream << (leftNum / rightNum); // 格式转换：int->string
stream >> res;
stream.clear();
digitStack.push(res); // 运算结果进栈
res = "";
}
}
}
cout << digitStack.top() << endl; // 此时，数字栈栈顶保存着最后一次运算的结果，即为表达式的值
digitStack.pop();
}
Part 3
轮到main()函数登场的时候了，没有挂在Part 1的原因，是想着把Calculation类挂完在写出main函数：
int main(int argc, char *argv[])
{
string input;
if (!strcmp(argv[1], "-a")) // 对传入的参数为"-a"的处理
{
input = argv[2];
}
else
{
input = argv[1];
}
Scan *sc = new Scan();
Calculation *ca = new Calculation();
// 调用Scan类的ToStringQueue得到string队列
queue<string> qu = sc->ToStringQueue(input);
// 若传入参数"-a"，则将表达式输出
if (strcmp(argv[1], "-a") == 0)
{
cout << input << "= ";
}
// 调用Calculation类的calculatingExpression得到表达式参数的运算结果
ca->calculatingExpression(qu, sc->getIsExceed10());
// 对象销毁
delete sc;
sc = NULL;
delete ca;
ca = NULL;
// system("pause");
return 0;
}
Part 4
在之前自己的代码上继续开发这种事情还是很因缺思厅的，这次的开发中，如Print类已然成为测试输出用的类，如修改Scan类使其返回队列中区分负数和'-'运算符，如修改注释...等等等等，不过最令人亦可赛艇的还是，纠结着要给自己的程序加上版本1.1呢，还是1.1.0呢(hah~)...
说的杂乱无章，指点多多的来~
参考资料：
- STL系列之二 stack栈 - MoreWindows Blog - 博客频道 - CSDN.NET
- stack - C++ Reference
- c++ 字符串流 sstream（常用于格式转换） - zhuandi_h的日志 - 网易博客
- 前缀、中缀、后缀表达式 - Antineutrino的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET
