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实现一个计算器的实例
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互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了实现一个计算器的实例，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含10530字，纯文字阅读大概需要16分钟。
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作业：计算器开发（1）实现加减乘除及拓号优先级解析；
（2）用户输入 1 - 2 * ( (60-30 +(-40/5) * (-9-2*5/-3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )等类似公式后，必须自己解析里面的(),+,-,*,/符号和公式，运算后得出结果，结果必须与真实的计算器所得出的结果一致。
代码如下：
1 import re 2 3 formula = '1 - 2 * ( (60-30 +(-9-2*5/-3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 ) * (-40/5)) - (-4*3)/ (16-3*2) )' 4 #formula = "(1++1)" 5 def modify(formula_deep): 6 '''程序修饰函数，去除空格和括号''' 7 '''去除运算中出现的+- -- ++ -+ 等情形''' 8 formula_deep = re.sub("[() ]","",formula_deep) #替换空格和空号 9 formula_deep = re.sub("\+-","-",formula_deep) #替换+-为-10 formula_deep = re.sub("--",'+',formula_deep) #替换--为+11 formula_deep = re.sub("-\+",'-',formula_deep)12 formula_deep = re.sub("\++","+",formula_deep)13 return formula_deep14 15 def multiply_divide(formula_deep):16 '''计算乘除'''17 '''由于乘除是首先计算的，我们的思路是，首先计算乘除，然后把计算的结果替换进去，就可以得到只剩加减的情形'''18 calc_sign = re.findall("[+-]",formula_deep) #提取字符串中所有的加减号19 calc_list = re.split("[+-]",formula_deep) #以加减号进行分割，得到乘除20 '''由于我们得到的calc_list:['', '9', '2*5/', '3', '7/3*99/4*2998', '10*568/14'],里面由于-号引起的麻烦，-9被分割了，2*5/等'''21 if calc_list[0] == '':22 '''处理列表开头“”空的情况，说明这里是负数，被我们分割掉了要重新进行合并'''23 calc_list[1] = calc_sign[0] + calc_list[1]24 del calc_sign[0]25 del calc_list[0]26 for num,line in enumerate(calc_list):27 '''处理2*5/的情形，说明这种后面除的是一个负数，因为只有负数才会出现这种情况2*5/-3被分割了，需要合并'''28 if line.endswith("/") or line.endswith("*"):29 '''如果结尾包括乘除号，说明是负数被拆分了'''30 calc_list[num+1] = calc_list[num] + calc_sign[num] + calc_list[num+1]31 del calc_sign[num]32 del calc_list[num]33 '''下面进行乘除的正式运算，上面都是进行格式转换'''34 for index,string in enumerate(calc_list):35 '''首先提取编号，便于后面替换运算出来的值'''36 if "/" in string or "*" in string:37 mul_div_sign = re.findall("[/*]",string)38 mul_div_list = re.split("[/*]",string)39 calc_value = None40 for e_index,e in enumerate(mul_div_list):41 if calc_value:42 if mul_div_sign[e_index-1] == "/":43 calc_value /= float(e)44 elif mul_div_sign[e_index-1] == "*":45 calc_value *= float(e)46 else:47 calc_value = float(e)48 calc_list[index] = calc_value49 else:50 pass51 '''计算值'''52 value = None53 for k,v in enumerate(calc_list):54 '''计算加减的情况'''55 if value:56 if calc_sign[k-1] == "-":57 value -= float(v)58 elif calc_sign[k-1] == '+':59 value += float(v)60 else:61 value = float(v)62 return value63 64 65 def main(formula):66 '''程序主入口，生成带括号的情况'''67 while True:68 formula_deep = re.search("\(.[^()]+\)",formula)69 if formula_deep:70 formula_deep = formula_deep.group()71 formula_list = modify(formula_deep)72 '''得到修整好要计算的字符串，现在开始进行计算-9-2*5/-3+7/3*99/4*2998+10*568/14'''73 calc_value = multiply_divide(formula_list)74 formula = formula.replace(formula_deep,str(calc_value))75 else:76 '''处理不带括号的情形'''77 formula = modify(formula)78 calc_last_value = multiply_divide(formula)79 print("formula:",calc_last_value)80 exit()81 82 if __name__=="__main__":83 main(formula)
程序运行过程：
大致思路：我们知道，要计算上面字符串的格式，可以使用eval()函数，但是这里我们要自己编写一个计算器；我们知道，数学运算的优先级是括号的优先级最高，先运算括号内的东西，因此我们的思路是匹配出内存的括号，然后进行运算，当把内存括号中的内容匹配出来之后，我们计算，然后用计算出来的值替换字符串中原来位置的值，一直替换到字符串中没有括号位置，这个时候我们就按照正常的运算顺序来进行计算。
1、正则匹配，先找到内存括号；代码如下：
formula = '1 - 2 * ( (60-30 +(-9-2*5/-3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 ) * (-40/5)) - (-4*3)/ (16-3*2) )'
formula_deep = re.search("\(.[^()]+\)",formula)
print(formula_deep.group())
运行结果如下：
(-9-2*5/-3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )
上面我们观察提取出来内存的字符串，可以看出，有很多地方需要修饰一下，字符串中有很多空，这会影响我们计算，还有在计算的过程中我们不需要括号，因此也要去掉括号。
2、去除空格和括号；
formula_deep = re.sub("[() ]","",formula_deep)
运行如下：
-9-2*5/-3+7/3*99/4*2998+10*568/14
3、得到上述字符串之后，我们在逐层运算的时候，可以会出现+-，-+，++，--等情况，这个时候也要进行处理，由于现在是第一层，看不出来问题，当运算之后，如果内存得到的是负数，那么前面括号外面是+或-的话就变成+-，--等情况，这个时候也是不行的，也要进行处理；
formula_deep = re.sub("\+-",'-',formula_deep)
formula_deep = re.sub("-+",'-',formula_deep)
formula_deep = re.sub("\++","+",formula_deep)
formula_deep = re.sub("--",'+',formula_deep)
运行如下：
-9-2*5/-3+7/3*99/4*2998+10*568/14
4、当上面处理完成之后，就正式开始计算，我们知道，计算首先要计算乘除，因为乘除的优先级最高，因为要先找到乘除，计算完成之后再计算加减；
calc_sign = re.findall("[+-]",formula_deep)
calc_list = re.split("[+-]",formula_deep)
print(calc_list)
print(calc_sign)
运行如下：
['', '9', '2*5/', '3', '7/3*99/4*2998', '10*568/14']
['-', '-', '-', '+', '+']
我们得到了计算的列表，和运算符号，['', '9', '2*5/', '3', '7/3*99/4*2998', '10*568/14']里面也是有问题的，首先，列表的第一个元素是""空的情形，说明前面是-号才会有这种情况出现，这样的情况是要合并的，还有2*5/，这种说明后面跟着的也是负数，也要先进行处理才能进行预案算，为什么会出现这种情况呢？这是由于在运算的过程中，我们是以"+"或"-"来分割字符串的，这样就会造成如果是一个负数，就会被分割掉，在开头的时候，前面会被分割一个空，这样就会造成我们运算出错，因为要进行修改。
5、对上面运算进行修正：
if calc_list[0] == "":
calc_list[1] = calc_sign[0] + calc_list[1]
del calc_list[0]
del calc_sign[0]
print("calc_list:",calc_list)
print("calc_sign:",calc_sign)
for index,e in enumerate(calc_list):
if e.endswith("/") or e.endswith("*"):
'''说明后面跟着的是负数，要进行修正'''
calc_list[index+1] = calc_list[index] + calc_sign[index] + calc_list[index+1]
del calc_list[index]
del calc_sign[index]
print("calc_list:",calc_list)
print("calc_sign:",calc_sign)
运行如下：
calc_list: ['-9', '2*5/', '3', '7/3*99/4*2998', '10*568/14']
calc_sign: ['-', '-', '+', '+']
calc_list: ['-9', '2*5/-3', '7/3*99/4*2998', '10*568/14']
calc_sign: ['-', '+', '+']
从上面可以看出，我们分两笔进行了修正，第一次去除了开头的""空元素问题；第二次提出了乘除后面跟着负数的情况；
6、这个时候，我们就要进行计算了，我们首先遍历calc_list: ['-9', '2*5/-3', '7/3*99/4*2998', '10*568/14']中的元素，因为我们要先进行乘除，因此找到包含"/"或"*"的字符串，进行求值，然后进行替换，就可以得到没有乘除的字符串，只包含加减情况：
for num,value in enumerate(calc_list):if "/" in value or "*" in value:"""说明包含乘除，首先进行计算"""mul_div_sign = re.findall("[/*]",value)
mul_div_list = re.split("[*/]",value)
print(mul_div_sign)
print(mul_div_list)运算结果如下：
['*', '/']
['2', '5', '-3']
['/', '*', '/', '*']
['7', '3', '99', '4', '2998']
['*', '/']
['10', '568', '14']
我们得到了运算符和里面的数字，现在只要判断乘除号，然后就可以利用前面一个乘以后面一个进行计算了。如下：
7、乘除计算：
1 for num,value in enumerate(calc_list): 2 if "/" in value or "*" in value: 3 """说明包含乘除，首先进行计算""" 4 mul_div_sign = re.findall("[/*]",value) 5 mul_div_list = re.split("[*/]",value) 6 '''接下来，我们计算乘除的情况，首先我们要遍历乘除，因为要进行元素递乘''' 7 res = None 8 for e_index,e_value in enumerate(mul_div_list): 9 if res:10 if mul_div_sign[e_index-1] == "/":11 res /= float(e_value)12 elif mul_div_sign[e_index-1] == "*":13 res *= float(e_value)14 else:15 res = float(e_value) #如果不存在，就生成一个新的，但是我们定义的是不存在的情况，因此肯定是先生成一个数，然后在进行计算16 calc_list[num] = res17 else:18 pass19 20 print(calc_list)21 print(calc_sign) 运行结果如下：
['-9', -3.3333333333333335, 173134.50000000003, 405.7142857142857]
['-', '+', '+']
上述代码，我们进行了乘除的运算，让运算里面不在存在乘除，只需要进行加减运算即可。
可以看见，我们运算之后，只剩下了加减，这样，我们就可以利用列表的元素和符号进行加减运算。
8、加减运算：
1 '''进行加减运算''' 2 result = None 3 for k_index,k_value in enumerate(calc_list): 4 if result: 5 if calc_sign[k_index-1] == "+": 6 result += float(k_value) 7 elif calc_sign[k_index-1] == '-': 8 result -= float(k_value) 9 else:10 result = float(k_value)11 print("result:",result)运行如下：
result: 173534.54761904766
9、上面，我们得到了运算的结果，然后只需要替换内存括号的内容即可，这样一层一层替换，最终只会剩下没有括号的运算，这个时候，我们在这行这个函数，就能得到最终的结果。
知识点：
（1）：
result = None
for k_index,k_value in enumerate(calc_list):
if result:
if calc_sign[k_index-1] == "+":
result += float(k_value)
elif calc_sign[k_index-1] == '-':
result -= float(k_value)
else:
result = float(k_value)
上述代码中，体现了一个思想，由于我们想实现的是前一个数字加上后一个数字，但是没有直接的方法，这个时候，我们就可以先定义一个空值，然后对这个值进行判断，其实判断的目的就是为了给这个变量赋值，赋值就是列表的第一个元素，这样我们就能实现列表中元素每次循环都进行叠加或叠减。这个思想很好。当不存在，想让它存在的时候，就先定义一个空值进行判断，判断之后在进行赋值。赋值之后，相当于result等于元素的第一个值，并且元素下一次循环也是从第二个值开始，列表的长度索引也没有超标。
2、正则表达式的利用，re(regular的缩写)：
^表示非，"\"表示转义，就是让表示字符本身的含义，+代表一个或多个
"\(.[^()]+\)"代表匹配括号，括号中间是包含任意多个不是()的元素，也就是匹配最内层的括号。
3、字符串的replace()方法，就把字符串进行查找替换，str.replace(old,new)，正则中字符串findall()查找元素中所有的正则表达式的值，放在一个列表中；re.split()字符串的分割，按照某个正则字符串进行分割。
以上就是实现一个计算器的实例的详细内容，更多请关注Gxl网其它相关文章！
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的实现一个计算器的实例全部内容，希望文章能够帮你解决实现一个计算器的实例所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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