一、实验目的
1．熟悉体系结构的风格的概念
2．理解和应用管道过滤器型的风格。
3、理解解释器的原理
4、理解编译器模型
二、实验环境
硬件：
软件：Python或任何一种自己喜欢的语言
三、实验内容
1、实现“四则运算”的简易翻译器。
结果要求：
1）实现加减乘除四则运算，允许同时又多个操作数，如：2+3*5-6 结果是11
2）被操作数为整数，整数可以有多位
3）处理空格
4）输入错误显示错误提示，并返回命令状态“CALC”
四、实验步骤：
要求写具体实现代码，并根据实际程序，画出程序的总体体系结构图和算法结构图。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("输入字符串");
String b = sc.next();
System.out.println(caculate2(b));
}
// 对运算符优先级进一步排序 减法大于加法 除法大于乘法
public static double caculate2(String formula) {
String[] arr = convert(formula);
Stack<Double> val = new Stack<>();
Stack<String> op = new Stack<>();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i].equals("(")) {
val.push(caculate2(bracketGet(formula, i)));//递归计算括号内部的值,并将该值入栈
i = i + bracketGet(formula, i).length() + 1;
} else if (arr[i].equals("+") || arr[i].equals("-")
|| arr[i].equals("*") || arr[i].equals("/")) {
while (!op.isEmpty() && opcompare2(op.lastElement(), arr[i])) {
switch (op.pop()) {
case "+":
val.push(val.pop() + val.pop());
continue;
case "-":
double c = val.pop();
double d = val.pop();
val.push(d - c);
continue;
case "*":
val.push(val.pop() * val.pop());
continue;
case "/":
double a = val.pop();
double b = val.pop();
val.push(b / a);
continue;
default:
break;
}
}
op.push(arr[i]);
} else
val.push(Double.parseDouble(arr[i]));
}
while (!op.isEmpty()) {
switch (op.pop()) {
case "+":
val.push(val.pop() + val.pop());
break;
case "-":
double c = val.pop();
double d = val.pop();
val.push(d - c);
break;
case "*":
val.push(val.pop() * val.pop());
break;
case "/":
double a = val.pop();
double b = val.pop();
val.push(b / a);
break;
default:
break;
}
}
return val.pop();
}
/**
* 获取括号内的字符串
* @param s
* @param k 从k位置开始获取第一个带完整的括号的子字符串
* @return
*/
public static String bracketGet(String s, int k) {
int m = 0;
int i;
String[] arr = convert(s);
for (i = k; i < arr.length; i++) {
if (arr[i].equals("(")) {
m++;
continue;
}
if (arr[i].equals(")")) {
m--;
if (m == 0)
break;
else
continue;
}
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int j = k + 1; j < i; j++) {
sb.append(arr[j]);
}
return sb.toString();
}
/**
* 实现字符串表达式转化为字符串数组，要求输入的字符串中间没有空格。
* @param s
* @return
*/
public static String[] convert(String s) {
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
if (!opjudge(s.charAt(i))) {
int j = i;
while ((i < s.length()) && !opjudge(s.charAt(i)))
i++;
arrayList.add(s.substring(j, i));
i--;
} else{
arrayList.add(String.valueOf(s.charAt(i)));
}
}
return arrayList.toArray(new String[arrayList.size()]);
}
/**
* 判断是否为运算符
* @param c
* @return
*/
public static boolean opjudge(char c) {
if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '('
|| c == ')')
return true;
else
return false;
}
/**
* 字符串的优先级，依次是除法 乘法 减法 加法 依次降低，遍历到运算符时,优先级高才入栈
* @param s
* @return
*/
public static int opvalue2(String s) {
switch (s) {
case "+":
return 1;
case "-":
return 2;
case "*":
return 3;
case "/":
return 4;
default:
return -1;
}
}
/**
* 运算符优先级比较
* @param s1
* @param s2
* @return
*/
public static boolean opcompare2(String s1, String s2) {
if (opvalue2(s1) >= opvalue2(s2))
return true;
else {
return false;
}
}
}
五、实验总结
逐步的，渐渐地更加清晰的懂得了体系结构的作用，能使得一个程序更加严谨，有条理。
