第四次程序设计作业 C++计算器计算及命令行的使用 前缀表达式方法实现
关键词：前缀中缀后缀表达式 波兰式 命令行
myGithub
一.前言
很有意思的开发和学习经历，从刚刚开始看到作业思考半天到现在的Debug过程，对我来说都或多或少有所提升。
也许这个时候自己挺迷茫的，想未来的路在哪里。一转眼，自己就走出去了很远，白驹过隙，时光荏苒。
二.本次作业的步骤梳理
- 1.Windows系统下的cmd命令行操作
- 2.输入字符串input过程中的特判负号
- 3.计算过程中符号优先级的判断
- 4.输入错误的判断
- 5.总结与反馈
这里我的解决步骤是：2->4->3->1->5。本篇博客主要介绍第3步和第1步。
三.计算的实现
代码：
calculation.h
//==============================//
//文件名称：calculation.h
//作者：031502209
//更新时间：2016/4/7
//博客：qq952693358
//==============================//
#ifndef CALCULATION_H
#define CALCULATION_H
#include<stack>
#include<queue>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<string>
using namespace std;
//===============================//
//class:Calculation
//包含：执行计算函数carryout
//函数类型：int
//===============================//
class Calculation
{
public:
int carryout(queue<string> que);
};
#endif // CALCULATION_H
calculation.cpp
//==============================//
//代码主体部分：calculation
//文件名称：calculation.cpp
//作者：031502209
//更新时间：2016/4/7
//博客：qq952693358
//==============================//
//==================================//
//说明：该部分分为两大块
//1.把原来的式子转换成为前缀表达式
//2.前缀表达式的计算
//==================================//
#include "calculation.h"
#include<stack>
#include<queue>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<string>
#include<sstream>
//======priority=======//
//说明：用于判断优先级
//=====================//
int priority(string s)
{
if(s=="(" || s== ")")return 0;
if(s=="+" || s=="-")return 1;
if(s=="*" || s=="/")return 2;
if(s=="#")return -1;
}
//======calculate======//
//说明：用于计算
//=====================//
int calculate(string s,int a,int b)//double
{
if(s=="+")return b+a;
if(s=="-")return b-a;
if(s=="*")return b*a;
if(s=="/" && a!=0)return b/a;
else return 0;
}
//========代码主体========//
int Calculation::carryout(queue<string> que)
{
//判断是否出错
if(que.empty())
{
cout<<"error"<<endl;
return 0;
}
stack<string> sign1,sign2;
stack<string> signstore;//倒序
string s;
string que_s;
string sign1_top;
//==========================//
//从'='开始从右向左遍历
//所以用一个栈signstore实现
//==========================//
while(!que.empty())
{
signstore.push(que.front());
que.pop();
}
//-------------------------BEGIN-------------------------//
//======部分1======//
//转换为前缀表达式
//=================//
while(!signstore.empty())
{
s=signstore.top();
signstore.pop();
if(s=="=")continue;
if(s=="+" || s=="-" || s=="*" || s=="/" || s=="(" || s==")")
{
//=============说明=============//
//如果存在以下情况:
//(1)s的优先级大于sign1栈顶元素
//(2)s==")"
//(3)sign1为空栈
//则:s直接push进sign1
//==============================//
//sign1为空栈
if(sign1.empty())
{
sign1.push(s);
continue;
}
//s==")"
if(s==")")
{
sign1.push(s);
continue;
}
//=============说明=============//
//如果遇到左括号:
//把sign1里面的字符push进sign2
//直至遇见右括号
//==============================//
if(s=="(")
{
while(sign1.top()!=")")
{
sign2.push(sign1.top());
sign1.pop();
}
sign1.pop();//右括号出栈
continue;
}
//s的优先级大于sign1栈顶元素 //
if(priority(s) > priority(sign1.top()))
{
sign1.push(s);
continue;
}
//s的优先级小于sign1栈顶元素//
//==============说明===============//
//当遇到s的优先级小于栈顶元素时
//把sign1里面的字符从栈顶
// push进sign2
//直到栈顶元素优先级大于s
//=================================//
else if(priority(s) < priority(sign1.top()))
{
while(priority(s) < priority(sign1.top()))
{
sign1_top=sign1.top();
sign1.pop();
sign2.push(sign1_top);
}
sign1.push(s);
continue;
}
else //优先级相同 且非"("括号")"直接入sign1
{
if(s=="+" || s=="-" || s=="*" || s=="/")
sign1.push(s);
}
}
else //如果是数字的话 push进sign2
{
sign2.push(s);
continue;
}
}
//将sign1中剩余的部分按顺序push进sign2
while(!sign1.empty())
{
sign2.push(sign1.top());
sign1.pop();
}
//转换为前缀表达式 完成
//-------------------------END-------------------------//
//========部分2========//
//计算前缀表达式
//=====================//
//sign2逆序存放->sign_2
stack<string> sign_2;
while(!sign2.empty())
{
sign_2.push(sign2.top());
sign2.pop();
}
//使用stringstream 把字符串转换为数字
stringstream stream;
int number;
stack<int> numberstore;//存储数字的栈
string s2;
//计算部分
while(!sign_2.empty())
{
s2=sign_2.top();
sign_2.pop();
//遇到运算符 提取出numberstore栈顶两个元素进行计算
//结果push进numberstore
if(s2=="+" || s2=="-" || s2=="*" || s2=="/")
{
int number1;
number1=numberstore.top();
numberstore.pop();
int number2;
number2=numberstore.top();
numberstore.pop();
int cal_number;
cal_number=calculate(s2,number2,number1);
numberstore.push(cal_number);
continue;
}
else //遇到操作数 转换为数字之后入栈
{
stream.str(s2);
stream>>number;
numberstore.push(number);
stream.clear();
continue;
}
}
int value=0;
value=numberstore.top();//栈顶元素即最终结果
return value;
}
四.CMD命令行
以下是主函数的写法：
#include "calculation.h"
#include "calculator.h"
#include "print.h"
#include<string>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;
int bitjudge=0;
int main(int argc,char*argv[]) //不通过命令行输入时通过Input类来输入
{
queue<string> que; // type:queue<string>
Scan Sc; // Define a "Scan" object:"Sc".
Print Put; // Define a "Print" object "Put".
Calculation Ca; // Define a "Calculation" object "Ca".
string str=argv[argc-1];
if(strcmp(argv[1],"-a")==0) //判断是否有输入'-a'
{
que.push(str);
Put.pout(que); // printf que.
}
while(!que.empty())que.pop(); // 清空que
que=Sc.ToStringQueue(argv[argc-1]);
cout<<Ca.carryout(que)<<endl;
return 0;
}
实现效果如下：
五.不足的地方(已做出改进)
我从我原来的代码进行了改进，在原来的要求下，我输出了整个式子，并且在之后进行了错误判断：<1>输入的式子左右括号匹配判断 <2>输入的数超过十位
但是如果使用命令行的话，在输入'-a'的时候会进行判断，但是没有'-a'的时候就会跳过(判断在调用的print.cpp内)。还有一个就是小数的处理。
这是美中不足的地方。
今天改进了一下：实现报错功能，处理了小数的情况，对主函数进行了修改。
六.数据处理(举两个例子)：
1.(-3+(9-((10-8)+(9-8*6/2+3)-10*10))*(8-(1+8/4)+2))=830
2.(3+(-1+2*8)*2)+(9-8*1)=34
七.总结：
经过这些天的努力和尝试，把之前想象中异常困难的任务完成了。在我之前的代码上依照要求进一步的开发，学习了CMD命令行和sstream的使用，总体上对这些天的经历感到满意。但是我也看到了自己的不足和缺点，主要是：
1.自己的知识储备相对浅薄，仍然需要扩宽知识面，不断学习新的知识。
2.编程能力仍然需要提升。
3.提高阅读代码的能力，多去思索别人的想法和做法。
希望接下来的自己再接再厉，坚持下去。
2016/4/9
更新：(2016/4/11) 解决了开头为负号的特殊情况
To improve is to change, to be perfect is to change often.
