# __author: busensei
# data: 2018/8/15
from functools import reduce
import re
def cal_atomexp(atom_exp):
# 计算乘除法
if '*' in atom_exp:
a, b = atom_exp.split('*')
atom_res = float(a) * float(b)
elif '/' in atom_exp:
a, b = atom_exp.split('/')
atom_res = float(a) / float(b)
return str(atom_res)
def cal_muldiv(inner_bracket):
while True: # 计算括号里的所有乘除法
# 匹配第一个乘除法 inner_bracket = (9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14)
ret = re.search('\d+(\.\d+)?[*/]-?\d+(\.\d+)?', inner_bracket)
if not ret: break
atom_exp = ret.group() # 获取乘除法表达式 # 2*5
atom_res = cal_atomexp(atom_exp) # 计算乘除法的函数，得到结果 10.0
inner_bracket = inner_bracket.replace(atom_exp, str(atom_res))
# inner_bracket = (9-10.0/3+7/3*99/4*2998+10*568/14)
# 将得到的结果与匹配到的表达式进行兑换
return inner_bracket # 返回的是一个纯加减法组成的算式
def cal_addsub(inner_bracket):
# 计算括号中的所有加减法
# (9 - 3.3333333333333335 + 173134.50000000003 + 405.7142857142857)
ret_l = re.findall('[-+]?\d+(?:\.\d+)?', inner_bracket)
return str(reduce(lambda a, b: float(a) + float(b), ret_l))
def format_exp(exp):
# 给表达式做格式化
exp = exp.replace('--', '+')
exp = exp.replace('+-', '-')
exp = exp.replace('++', '+')
exp = exp.replace('-+', '-')
return exp
def main(s):
s = s.replace(' ', '')
while True:
# 找最内层的小括号
inner_bracket = re.search('\([^()]+\)', s)
if not inner_bracket: break # 找不到小括号了就退出
inner_bracket = inner_bracket.group()
inner_bracket_bak = inner_bracket
inner_bracket = cal_muldiv(inner_bracket) # 括号内的 : 计算了所有乘除法，只剩下加减法的表达式
inner_bracket = format_exp(inner_bracket)
res = cal_addsub(inner_bracket)
s = s.replace(inner_bracket_bak, res)
s = cal_muldiv(s)
s = format_exp(s)
s = cal_addsub(s)
return s
# s = '1-2*((60-30 +(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14)*(-40 / 5))-(-4*3)/(16-3*2))'
s = input('>>>')
print(main(s))
print(eval(s))
'''
计算流程:
1.将括号表达式(内部不包含括号)匹配出来
2.计算括号表达式的值,用计算值替换原括号表达式
计算处理流程:
1)从左至右匹配,匹配出乘法或除法表达式,计算出值,塞回去替换匹配的内容
2)乘除法运算都已处理完,对剩下表达式从左至右匹配
3)匹配一个加法或减法运算式,计算出值,塞回去,替换匹配的表达式
4)直到没有匹配运算式,停止,本轮括号表达式计算替换值流程完成
3.再次进行括号表达式(内部不包含括号)匹配
4.重复2
5.直到匹配不出括号表达式,直接对剩余运算式进行乘除加减处理
'''
import re
p1 = re.compile(r'\+\s*?-|-\s*?\+') # 匹配'+-或-+' 匹配-+是为了处理用户输入原始表达式中有-+的情况
p2 = re.compile(r'-\s*?-') # 匹配'--'
def process_multi_divis(s):
pattern = re.compile(r'-?\d+(?:\.?\d+)?\s*?[*/]{1}\s*?-?\s*?\d+(?:\.?\d+)?') # 匹配 *,/,*-,/- 四种情况
while 1:
result_process_p1 = re.sub(p1, '-', s)
s = re.sub(p2, '+', result_process_p1)
r = re.search(pattern, s)
if r:
r = r.group()
if '*' in r:
a, b = r.split('*')
result = float(a.strip()) * float(b.strip().replace(' ', '')) # 5 *- 6这种表达式,去除负号与数字之间空格
elif '/' in r:
a, b = r.split('/')
result = float(a.strip()) / float(b.strip().replace(' ', ''))
s = s.replace(r, str(result))
else:
return s
def process_plus_reduce(s):
pattern = re.compile(r'-?\d+(?:\.?\d+)?\s*?[+-]{1}\s*?\d+(?:\.?\d+)?')
while 1:
result_process_p1 = re.sub(p1, '-', s)
s = re.sub(p2, '+', result_process_p1)
r = re.search(pattern, s)
if r:
r = r.group()
if '+' in r:
a, b = r.split('+')
result = float(a.strip()) + float(b.strip())
elif '-' in r:
if r.startswith('-'): # 处理类似 -5-10 这种表达式
nums = r.split('-')
a, b = nums[1], nums[2]
result = - float(a.strip()) - float(b.strip())
else:
a, b = r.split('-')
result = float(a.strip()) - float(b.strip())
s = s.replace(r, str(result), 1) # 只替换一次,避免遇到1+1+1+1这样的表达式,发生多次替换的情况
else:
return s
def process_parentheses(s):
pattern = re.compile(r'\([^(]+?\)') # 匹配最内层括号
while 1:
r = re.findall(pattern, s)
if r:
for item in r:
expression = item[1:-1] # 去掉首尾括号
r1 = process_multi_divis(expression) # 处理乘除法
r2 = process_plus_reduce(r1) # 处理加减法
s = s.replace(item, r2) # 处理完成,替换计算结果后,表达式中可能会存在'+-','--'这种运算符,需匹配进行替换; '+-'替换为'-','--'替换为'+'
result_process_p1 = re.sub(p1, '-', s)
s = re.sub(p2, '+', result_process_p1)
else:
return s
def main():
expression = input('请输入要计算的表达式:')
result_step1 = process_parentheses(expression) # 处理括号
result_step2 = process_multi_divis(result_step1) # 计算乘除法
final_result = process_plus_reduce(result_step2) # 计算加减法
print('计算结果:', final_result)
if __name__ == '__main__':
while 1:
main()
