简易计算器
完整的代码和测试数据
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问题简介
完成一个简单版本的计算器需要满足" 、-、*、\、√"五种算术运算，并支持()算法运算。
:
| 序号 | input | output | 解释 |
|---|---|---|---|
| v1 | 1 1 1 1 | 4 | 符号优先级相同，先计算前后计算 |
| v2 | 2-1*2 | 0 | 先乘除，再加减 |
| v3 | (2-1)*2 | 2 | 先算括号中的数 |
| v4 | (2-1*2 14/2) √9 | 10 | 先算括号，再算其他，开方的优先级高 |
| v5 | (2 3)4 √9(1/2 ((1 1)*2)) | 33.5 | 同v4 |
| v6 | -2-3 | -5 | 第一个是表示负数，第二个是运算符 |
| v7 | -2 (-3)*5 | -17 | 第一个是负数，括号中的第二个是负数 |
| v8 | √9*√9 √9 | 12 | 开方优先级高于乘除，乘除优先级高于加减 |
解法
维护符号栈和数值栈两个栈。
- 第一遍历字符串，相应操作；
- 通过字符串，还需要进行相应的操作，以清空符号栈，最终确保数值栈剩余的最后一个数字为答案。
以一个例子为例，案例来自:AlgorithmRunning - 简易计算器 (qq.com)
-
相应操作遍历字符串：
[外链图片存储失败，源站可能有防盗链机制，建议保存图片直接上传(img-cm578yZo-1640266814493)(step1.png)]
-
清空符号栈：
[外链图片存储失败，源站可能有防盗链机制，建议保存图片直接上传(img-Zro1LJrA-1640266814493)(step2.png)]
处理负号
所有负号均可转换为减法操作，识别为负号后，可在负号前补0。现在的‘-’是负号，有两个条件：
- ，(-8)需要补0，但(8)-9不需要补0；
Input: -2-3 ---> Format_input: 0-2-3 Input: 3 (-2)*(-1) ---> Format_input: 3 (0-2)*(0-1) 符号之间的优先级
' ': {
' ':-1, '-':-1, '*':-1, '/':-1, '√':-1, '(':1, ')':-1}, '-': {
' ':-1, '-':-1, '*':-1, '/':-1, '√':-
1
,
'('
:
1
,
')'
:
-
1
}
,
'*'
:
{
'+'
:
1
,
'-'
:
1
,
'*'
:
-
1
,
'/'
:
-
1
,
'√'
:
-
1
,
'('
:
1
,
')'
:
-
1
}
,
'/'
:
{
'+'
:
1
,
'-'
:
1
,
'*'
:
-
1
,
'/'
:
-
1
,
'√'
:
-
1
,
'('
:
1
,
')'
:
-
1
}
,
'√'
:
{
'+'
:
1
,
'-'
:
1
,
'*'
:
1
,
'/'
:
1
,
'√'
:
-
1
,
'('
:
1
,
')'
:
-
1
}
,
'('
:
{
'+'
:
1
,
'-'
:
1
,
'*'
:
1
,
'/'
:
1
,
'√'
:
1
,
'('
:
1
,
')'
:
0
}
,
')'
:
{
'+'
:
-
1
,
'-'
:
-
1
,
'*'
:
-
1
,
'/'
:
-
1
,
'√'
:
-
1
,
'('
:
0
,
')'
:
-
1
}
- '+‘与’+‘相同，但是先入站的’+'优先级更高，-、*、/、√同理；
- *、/的优先级比+、-更高；
- 碰到)时，把与之匹配（的括号内的算完，所以相对其他运算符优先级更低。
代码
class Calculator(object):
def __init__(self):
self.stack_op=[]
self.stack_num=[]
self.op_priority={
'+': {
'+':-1, '-':-1, '*':-1, '/':-1, '√':-1, '(':1, ')':-1},
'-': {
'+':-1, '-':-1, '*':-1, '/':-1, '√':-1, '(':1, ')':-1},
'*': {
'+': 1, '-': 1, '*':-1, '/':-1, '√':-1, '(':1, ')':-1},
'/': {
'+': 1, '-': 1, '*':-1, '/':-1, '√':-1, '(':1, ')':-1},
'√': {
'+': 1, '-': 1, '*': 1, '/': 1, '√':-1, '(':1, ')':-1},
'(': {
'+': 1, '-': 1, '*': 1, '/': 1, '√': 1, '(':1, ')': 0},
')': {
'+':-1, '-':-1, '*':-1, '/':-1, '√':-1, '(':0, ')':-1},}
self.op_element={
'+':2,'-':2,'*':2,'/':2,'√':1,'(':0,')':0}
# 系统会默认调用这个函数进行评测，你必须实验这个函数
# 输入一个计算表达式，例如2+3*√4，返回的结果是8
# 返回计算后的结构
def solver(self, input):
self.stack_op.clear()
self.stack_num.clear()
i=0
num=0
last_char=''
for i in range(len(input)):
#注意处理大于9的数字，1 4
print(self.stack_num,self.stack_op)
char=input[i]
if char.isdigit():
num=10*num+(int(char))
else:
if str(last_char).isdigit():
self.stack_num.append(num)
num=0
elif char=='-' and last_char!=')':
self.stack_num.append(0)
#判断运算符的优先级
print('---',char,self.stack_op)
# op=char
while self.stack_op and self.op_priority[char][self.stack_op[-1]]<=0:#优先级相同或更小
if self.op_priority[char][self.stack_op[-1]]<0:
#弹出符号，先进行处理,处理完再压栈
op=self.stack_op.pop()
if self.op_element[op]==2:#二元运算
a=self.stack_num.pop()
b=self.stack_num.pop()
print(str(b)+op+str(a))
if op=='*':self.stack_num.append(b*a)
elif op=='+':self.stack_num.append(b+a)
elif op=='-':self.stack_num.append(b-a)
elif op=='/':self.stack_num.append(b/a)
elif self.op_element[op]==1:
a=self.stack_num.pop()
if op=='√':
print(op+str(a))
self.stack_num.append(a**0.5)
else:
op=self.stack_op.pop()
break
else:
self.stack_op.append(char)
last_char=char
if str(last_char).isdigit():
self.stack_num.append(num)
print(self.stack_num,self.stack_op)
while self.stack_op:
op=self.stack_op.pop()
if self.op_element[op]==2:#二元运算
a=self.stack_num.pop()
b=self.stack_num.pop()
print(str(b)+op+str(a))
if op=='*':self.stack_num.append(b*a)
elif op=='+':self.stack_num.append(b+a)
elif op=='-':self.stack_num.append(b-a)
elif op=='/':self.stack_num.append(b-a)
elif self.op_element[op]==1:
a=self.stack_num.pop()
if op=='√':
print(op+str(a))
self.stack_num.append(a**0.5)
return self.stack_num[0]
参考资料
AlgorithmRunning - 简易计算器 (qq.com)