python实现计算器
python实现计算器
参考
https://blog.csdn.net/a971956955/article/details/81489914
https://www.cnblogs.com/dbefb/p/12346648.html
https://next.xuetangx.com/learn/THU08091000367/THU08091000367/1516221/exercise/1385889
1.题目描述
实现一个计算器的控制台程序，支持加减乘除、乘方、括号、小数点，运算符优先级为括号>乘方>乘除>加减，同级别运算按照从左向右的顺序计算
1.1输入描述
- 数字包括"0123456789"，小数点为"."，运算符包括：加("+")、减("-")、乘("*")、除("/")、乘方("^"，注：不是**！)、括号("()")
- 需要从命令行参数读入输入，例如提交文件为main.py，可以用python3 main.py "1+2-3+4"的方式进行调用，Java程序也是类似的，如果你的程序需要通过键盘输入，那么是不符合要求的，例如python使用input()来等待用户输入，这会因为自动评测时不会有用户输入所以不会有任何结果
- 输入需要支持空格，即 python3 main.py "1 + 2 - 3 + 4" 也需要程序能够正确给出结果，Java程序也是类似的
- 所有测试用例中参与运算的非零运算数的绝对值范围保证在 109-10(-10) 之内, 应该输出运算结果时非零运算结果绝对值也保证在该范围内
1.2输出描述
- 数字需要支持小数点，输出结果取10位有效数字，有效数字位数不足时不能补0
- 对于不在输入描述内的输入，输出INPUT ERROR
- 对于格式不合法（例如括号不匹配等）的输入，输出 FORMAT ERROR
- 对于不符合运算符接收的参数范围（例如除0等）的输入，输出VALUE ERROR
- 对于2、3、4的情况，输出即可，不能抛出异常
- 同时满足2、3、4中多个条件时，以序号小的为准
1.3样例
输入: 1 + 2 - 3 + 4
输出: 4
输入: 1 + 2 - 3 + 1 / 3
输出: 0.3333333333
输入: 1 + + 2
输出: FORMAT ERROR
输入: 1 / 0
输出: VALUE ERROR
输入: a + 1
输出: INPUT ERROR
2.解决方案
2.1思路
- 需要格外注意括号，实现运算符的优先级实现
- 当一个表达式中不含括号的时候是比较好处理的，所以要想办法去掉括号。一个方法是先计算括号内的表达式，然后用计算结果代替这个括号
- 首先将数字和运算符提取到列表保存，然后对列表中元素逐一处理
- 去括号：递归的去除最内层的括号
- 去加减乘除号：依次处理
2.2表达式转变成列表
关于正则表达式请见我的随笔正则表达式
def equation_to_list(equation):
equation_list = re.findall(r"[\d\.]+|\(|\+|\-|\*|\/|\)+", equation)
return equation_list
equation = "(5.4+3.6/3)*1.0"
print(equation_to_list(equation))
# ['(', '5.4', '+', '3.6', '/', '3', ')', '*', '1.0']
2.3完整代码
import re
import sys
def conversionFormula(formula):
format_list = re.findall('[\w\.]+|\(|\+|\-|\*|\/|\^|\)', formula)
switch = 0
switch2 = 0
count = 0
for i in format_list:
if i == '(' or i == ')': # 进行括号符号的判断
switch2 += 1
for i in format_list:
if i == '+' or i == '-' or i == '*' or i == '/' or i == '^': # 进行加减乘除乘方符号的判断
switch = 1
break
if switch != 1:
print('INPUT ERROR')
return 'ERROR'
for i in format_list: # 进行一些错误的判断
if i == '+' or i == '-' or i == '*' or i == '/':
if format_list[count - 1] == '+' or format_list[count - 1] == '-' or \
format_list[count - 1] == '*' or format_list[count - 1] == '/' or \
format_list[count + 1] == '+' or format_list[count + 1] == '-' or \
format_list[count + 1] == '*' or format_list[count + 1] == '/':
print('FORMAT ERROR')
return 'ERROR'
elif i == '/' and format_list[count + 1] == '0':
print('VALUE ERROR')
return 'ERROR'
elif i.isalpha():
print('INPUT ERROR')
return 'ERROR'
count += 1
if switch2 % 2 != 0:
print('FORMAT ERROR')
return 'ERROR'
return format_list
def remove_bracket(formula):
leftBracket = 0
count = 0 # 用遍历列表进行计数
for i in formula:
if i == '(': # 记录最内侧左括号的位置
leftBracket = count
elif i == ')':
smallestFomula = formula[leftBracket + 1:count] # 提取最内层括号里式子
smallestFomulaAnswer = calculator(smallestFomula) # 调用calculator方法进行计算
if smallestFomulaAnswer < 0: # 更新式子，对去括号后的+-，--情况进行分析
if formula[leftBracket - 1] == '-':
formula[leftBracket - 1] = '+'
temp = formula[:leftBracket]
temp.append(str(abs(smallestFomulaAnswer)))
formula = temp + formula[count + 1:]
elif formula[leftBracket - 1] == '+':
formula[leftBracket - 1] = '-'
temp = formula[:leftBracket]
temp.append(str(abs(smallestFomulaAnswer)))
formula = temp + formula[count + 1:]
else:
temp = formula[:leftBracket]
temp.append(str(smallestFomulaAnswer))
formula = temp + formula[count + 1:]
else:
temp = formula[:leftBracket]
temp.append(str(smallestFomulaAnswer))
formula = temp + formula[count + 1:]
return remove_bracket(formula) # 递归，进行新式子的去括号分析
count += 1
return formula # 返回无括号的最终式子
def calculator(formula):
count = 0
for i in formula: # 先处理乘方、乘除
if i == '^':
formula[count - 1] = str(float(formula[count - 1]) ** float(formula[count + 1]))
del (formula[count])
del (formula[count])
return calculator(formula)
elif i == '*':
formula[count - 1] = str(float(formula[count - 1]) * float(formula[count + 1]))
del (formula[count])
del (formula[count])
return calculator(formula)
elif i == '/':
formula[count - 1] = str(float(formula[count - 1]) / float(formula[count + 1]))
del (formula[count])
del (formula[count])
return calculator(formula)
count += 1
count = 0
if formula[0] == '-': # 处理第一个字符是’-’的情况
formula[1] = formula[0] + formula[1]
del (formula[0])
for i in formula: # 处理加减
if i == '+':
formula[count - 1] = str(float(formula[count - 1]) + float(formula[count + 1]))
del (formula[count])
del (formula[count])
return calculator(formula)
elif i == '-':
formula[count - 1] = str(float(formula[count - 1]) - float(formula[count + 1]))
del (formula[count])
del (formula[count])
return calculator(formula)
count += 1
return float(formula[0]) # 返回float型的运算结果
if __name__ == '__main__':
formula = "".join(sys.argv[1:])
formula = conversionFormula(formula)
if formula != 'ERROR': # 错误判断
formula = remove_bracket(formula)
answer = calculator(formula)
if float(answer).is_integer() == True:
answer = int(answer)
else:
answer = format(answer, '.10f') # 空格补0，不足位数不补0
answer = float(str(answer).rstrip('0'))
print(answer)
else:
a = 1
