面向对象程序设计_Task5_Calculator1.5.0
The 3rd part of the Calculator program _ FILE I/O
题目链接：第五次作业（计算器第三步）
github链接：Calculator_1.5.0 第五次作业
第三部分，开篇最想说的是，不知不觉进化到version1.5.0了(hhh~)
言归正传，这篇随笔有需要说明的一点是，由于在修改第四次作业的中途发布了第五次作业，所以这篇也会是上一次博客随笔面向对象程序设计_Task4_Calculator1.1的延续(评论中的下回分解hhh~)
So，在下文的代码前后，会结合第四、第五次作业的感受一起瞎掰。
以上。
Part 1
第五次作业代码方面的要求较之前相比，多了一个对文件读写的支持，且表达式自带等号。第二个问题很好解决，至于第一个，在对文件的读写有大致的了解之后也不是难题。
另外，用图形的方式描述整个项目的框架，即各个类之间的调用关系。
一脸懵逼.jpg
这是要用UML(Unified Modeling Language, 统一建模语言)的意思吗(貌似之前学JAVA过程中听过这个东西，类图用例图对象图各种图orz...)？
管他是不是，反正用了准没错= =，之后懵逼的去百度类图，还是没搞怎么明白，不过也大致画出了一点框架
下面，附上心得体会和代码实现...
Part 2
那么，依次对不同类进行分析，首先是：
-
Scan类：
在Scan类中，唯一的改变是ToStringQueue函数，针对第五次作业在表达式后自带等号的情况，所取得的表达式长度应为实际长度-1
Scan.cpp
queue<string> Scan::ToStringQueue(string input) { queue<string> q; // q即为最后所要return的队列，用于保存input表达式中的数字和符号 string res = ""; // res为扫描input表达式时用于临时存储的字符串 string strArr[N]; // strArr为扫描input表达式时用于存储数字和符号的string数组 int len = input.length() - 1; // 省略最后的等号'=' int cnt = 0; // 作为strArr的下标记录已完成提取的数字和符号的个数 for (int i = 0; i < len; i++) { if ((input[i] >= '0' && input[i] <= '9') || input[i] == '.') { res += input[i]; // 若是数字或 '.' 则添加到临时存储器res里， if (i == len - 1) // 若已完成扫描 { strArr[cnt++] = res; break; } continue; // 继续判断下一元素 } else { if (i == 0 && res.empty()) // 若第一个元素为‘-’ { res += input[i]; continue; } if (!res.empty()) // res非空表示此时res中缓存着一个数字 或 第一个元素为 '-' { strArr[cnt++] = res; } res = ""; // res置空 strArr[cnt++] = res + input[i]; // 将不是数字或 "." 的元素（即符号元素）添加到strArr中 } } for (int i =0; i < cnt; i++) // 将strArr中各个元素添加到q队列中 { if (strArr[i].length() > 10) { setIsExceed10(true); // 存在大于10位数的数字 } q.push(strArr[i]); } return q; }
接下来则是：
-
Calculation类：
这个类是有颇多的改动，其一是改变了栈中提取出来的操作数的类型，由int转为double，防止小数部分的截断以至于WA;
其二则是对类成员的封装保护，将几个成员变量定义为private，并为其中一些变量提供了getter和setter方法；
其三是在重复利用stringstream对象时，除了.clear()，还进行了.str("")操作；
其四是将多个if-else语句简化为switch-case语句，优化、美观；
最后，则是digitStack的改动，由stack
换成了stack ，处理上，简单的还真不是一星半点...orz...减少了stringstream流的使用频率，也缩减了代码量。 calculation.h
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(); stack<double>& getDigitStack(); bool isOperator(string s); bool isDigit(string s); void toPostfixExpression(queue<string> q); void calculatingExpression(queue<string> q, bool is_Exceed10); private: int priority[128]; // 存储运算符的优先级 stack<string> cacheStack; // 缓存栈 stack<string> operatorStack; // 操作符栈，包括"+", "-", "*", "/", "(", ")" stack<double> digitStack; // 数字栈，包括处理与运算过程 };
*Calculation.cpp*
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;
}
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 str_stream; // 用stringstream流进行string和double的格式转换
double res = 0; // res用于临时存储，push进数字栈
double rightNum = 0; // 右操作数
double leftNum = 0; // 左操作数
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
{
str_stream << postfixExp[i]; // 格式转换：string->double
str_stream >> res;
digitStack.push(res);
str_stream.clear(); // stringstream流的清空，以便重复利用
str_stream.str("");
}
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
{
if (!digitStack.empty())
{
rightNum = digitStack.top();
digitStack.pop();
}
if (!digitStack.empty())
{
leftNum = digitStack.top();
digitStack.pop();
}
switch (postfixExp[i][0]) // 对应加法、减法、乘法、除法运算
{
case '+':
digitStack.push(leftNum + rightNum);
break;
case '-':
digitStack.push(leftNum - rightNum);
break;
case '*':
digitStack.push(leftNum * rightNum);
break;
case '/':
digitStack.push(leftNum / rightNum);
break;
default:
break;
}
}
}
}
最后的就是第五次作业的主体：
-
Print类：
作业要求：所有关于输出的代码，都写在Print类里面
相较之前，这次几乎将所有的输出都放在了Print类，而且这次作业的一个很大的改进是，终于想到在类的构造函数和析构函数里面写点东西了→_→
而且，在一段纠结是否要重载PrintResult函数的时间之后，还是选用了不同的输出函数处理，更便于理解（理解万岁~）
这里还有要说到的就是文件的读写，我用的是fstream文件流来操作，（文件流参考博客），用file_read和file_write关联两个文件，循环从输入文件开头读到文件尾，一次读取一个表达式并将表达式的值输出到输出文件内。
print.h
class Print { public: Print(void); ~Print(void); void printError(); void printResult(string input); void printResult_a(string input); void printResult_f(string inputAddr, string outputAddr); void printQueue(queue<string> q, bool isExceed10); private: Scan *sc; Calculation *ca; };
*print.cpp*
#include "Print.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
Print::Print(void) // 在构造函数中初始化 *sc 和 *ca
{
sc = new Scan();
ca = new Calculation();
}
Print::~Print(void) // 在析构函数中释放
{
delete sc;
sc = NULL;
delete ca;
ca = NULL;
}
void Print::printError()
{
cout << "Input error!" << endl;
}
/*************************************************
Description: 针对命令行参数为 表达式 的输出
Input: string input: 待计算的表达式
Output: 表达式的值
*************************************************/
void Print::printResult(string input)
{
ca->calculatingExpression(sc->ToStringQueue(input), sc->getIsExceed10());
cout << ca->getDigitStack().top() << endl;
ca->getDigitStack().pop();
}
/*************************************************
Description: 针对命令行参数为 "-a"和表达式 的输出
Input: string input: 待计算的表达式
Output: 表达式及表达式的值
*************************************************/
void Print::printResult_a(string input)
{
cout << input << " ";
ca->calculatingExpression(sc->ToStringQueue(input), sc->getIsExceed10());
cout << ca->getDigitStack().top() << endl;
ca->getDigitStack().pop();
}
/*************************************************
Description: 针对命令行参数为 "-f"和输入、输出文件地址 的输出
Input: string inputAddr: 即读取的文件地址
string outputAddr: 即写入的文件地址
*************************************************/
void Print::printResult_f(string inputAddr, string outputAddr)
{
string input;
fstream file_read(inputAddr);
fstream file_write(outputAddr, ios::out);
while (!file_read.eof())
{
file_read >> input;
ca->calculatingExpression(sc->ToStringQueue(input), sc->getIsExceed10());
file_write << input << " " << ca->getDigitStack().top() << "\n";
ca->getDigitStack().pop();
}
file_read.close();
file_write.close();
}
Part 3
下面则是main函数的实战部分，由于将输出部分移到了Print类，故main函数只需对传进的命令行参数进行判断即可（依旧用了strcmp...），针对不同输入格式调用Print类的不同方法。
main.cpp
#include "Print.h"
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
/*************************************************
Description: 接收表达式的输入并求值
Input: int argc: 命令行参数个数
char *argv[] : 实际传入的命令行参数
Return: 若正常结束，则返回0
*************************************************/
int main(int argc, char *argv[])
{
Print *pr = new Print();
if (argc == 2) // 对传入的参数只有表达式的处理，调用Print类对应的PrintResult方法输出
{
pr->printResult(argv[1]);
}
else if (!strcmp(argv[1], "-a") && argc == 3) // 对传入的参数为"-a"的处理，调用Print类对应的PrintResult_a方法输出
{
pr->printResult_a(argv[2]);
}
else if (!strcmp(argv[1], "-f") && argc == 4) // 对传入的参数为"-f"的处理，调用Print类对应的PrintResult_f方法输出
{
pr->printResult_f(argv[2], argv[3]);
}
else
{
pr->printError();
}
// system("pause");
return 0;
}
然后附上实战结果= =
Part 4
最后，则是框架图...模仿着加上几个类和清一色的几个箭头----------→→→→欧啦= =
Part 5
胡乱讲了一大堆导致篇幅有点长，感觉自己的代码还是有很多提升的空间的，比如Scan类的ToStringQueue方法可以改进，而且初始化也是一个需要注意的点，再加上对构造、析构函数的运用，函数的重载等等。
期待指点，期待vision 1.6.0的到来(hhh~)
参考资料：
