python实现计算器

计算器功能

• 实现优先级解析，加减乘除四则运算
• 自定义小数位精度

实现思想：

• 先找到最里层括号，根据乘除，加减优先级，调用写好的乘除、加减运算函数算出括号内总值，再将原括号式用所得值替换，此过程循环进行，直到去除所有括号，得到一个只剩加减乘除的运算式。
• 再次调用乘除加减函数算出结果。

实现方法：

1. 正则匹配出最里层括号
2. 括号内先算乘除后算加减，算出结果替换原括号字符串，循环执行
   
   乘除：正则匹配出 ([-]num1) ([*/]) ([-]num2) 分组，findall查找得到 [('2', '*', '3'), ('5', '/', '3')]列表，计算元组内值替换原字符串，循环执行，直到去除所有乘除法
   
   加减：正则匹配出 ([-]num1)([+-])(num2)分组，由于符号‘-’和负号相同，带符号匹配用findall方法一次匹配出所有会出现符号混乱问题；用search每次都是从头匹配只可能出现
   
   [-]num1 +- num2 情况，再根据分组可以直接拿到[-]num1，num2和运算符号，把结果计算出来替换原字符串，循环执行。
3. 将最后得到的只有加减乘除的运算式再进行 乘除 加减 运算，得出最后计算结果。

代码

#!/usr/bin/env python
# -*-coding:utf-8 -*-
import re
#乘除运算
def mult(args):
    pat = re.compile(r'[\-\+]?(\-?\d+\.?\d*)([\*\/])(\-?\d+\.?\d*)')  #取出 [-]a*[-]b 或 [-]a/[-]b
    while pat.search(args):                         #有符合条件的程序就一直执行，直到匹配不到返回None
        m = pat.findall(args)                        #[('2', '*', '3'), ('5', '/', '3'), ('40', '*', '4'), ('3', '/', '5'), ('6', '*', '3')]
        for tup in m:                               #循环列表里的元组进行计算，再用结果替换原式中对应的值 如用结果 6 替换 2*3
            num1,symbol,num2 = tup
            if symbol == '*':
                result = float(num1) * float(num2)
            elif symbol == '/':
                result = float(num1) / float(num2)
            args = args.replace(num1+symbol+num2, str(result), 1)
    return args

#加减运算
def com(args):
    args = args.replace('--', '+')          #将计算过程中出现的不规则运算符替换
    args = args.replace('-+', '-')
    args = args.replace('+-', '-')
    args = args.replace('++', '+')
    pat = re.compile(r'(\-?\d+\.?\d*)([\-\+])(\d+\.?\d*)')    #查找  [-]a +\- b ,并对 数字 和 运算符号分组
    while pat.search(args):
        m = pat.search(args)
        num = m.group()
        num1 = float(m.group(1))       # 第一个数字
        symbol = m.group(2)            # 运算符号
        num3 = float(m.group(3))       #第二个数字

        if symbol == '-':               #计算结果并替换原串中对应的值 如，用 结果 6 替换 2+3
            result = num1 - num3
        elif symbol == '+':
            result = num1 + num3
        args = args.replace(num, str(result), 1)
    return args

#取括号并进行括号内加减运算
def bracket(value):
    pat = re.compile(r'\([^()]*\)')         #取括号
    while pat.search(value):                #有符合条件的就一直循环，直到返回None时结束
        m = pat.search(value)
        # print(m.group())
        res = m.group()
        res_mult = mult(res)                #括号内乘除法运算
        res_mult = res_mult.strip('(').strip(')')  #去 两边 （）号
        result = com(res_mult)              #加减运算
        value = value.replace(res,result,1)  #替换
        # print(value)
    return value

#source = "1 - 2 *  ( (60-30 +(-9-2-5-2*3-5/3-40*4/2-3/5+6*3) * (-9-2-5-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )"
print(
'''
使用方法：
    1）退出程序：
    按q|Q退出
    2）设置精度(默认取整)：
    sales = NUM (设置小数精度，使用方法:在操作\计算提示符后输入 sales = NUM(NUM必须是正整数))
''')
NUM = None
while True:                                                             #计算，可设置精度
    source = input('操作\计算：')
    source = re.sub(r' ', '', source)

    if source == 'q' or source == 'Q':                                  #是否退出判断
        print('程序退出！！！')
        break

    if not re.findall(r'\d*\.?\d*[\+\-\*\/]\d*\.?\d*', source):         #如果不是计算式
        if 'sales=' in source and source[6].isdigit():                  #如果输入符合设置精度的要求
            NUM = int(re.split(r'sales=', source)[1])                   #将精度位数值赋给 NUM，返回输入计算式
            continue
        else:                                                           #输入不符合条件不做处理，返回重新输入
            continue

    finn = com(mult(bracket(source)))    #bracket()为去除括号后的结果，再对其进行先乘除后加减运算
    print('结果：', round(float(finn), NUM))

片段解析:

加减运算部分：

def com(args):
    '''
    去括号之后会出现原括号外符号和括号内符号紧临的情况，要先符号合并；加减运算在乘除运算完之后进行
    '''
    args = args.replace('--', '+')          #将计算过程中出现的不规则运算符替换
    args = args.replace('-+', '-')
    args = args.replace('+-', '-')
    args = args.replace('++', '+')

    '''
    匹配 （[-]num1） （+\-） （num2） 并对数字和符号分组；
    所有运算都是带符号运算
    '''
    pat = re.compile(r'(\-?\d+\.?\d*)([\-\+])(\d+\.?\d*)')    #查找  [-]a +\- b ,并对 数字 和 运算符号分组

    '''
    pat.search(string) 正则匹配有结果返回一个对象，为真；匹配不到返回 None,为假。
    用匹配结果作循环条件
    '''
    while pat.search(args):
        m = pat.search(args)		   #匹配出第一个符合条件的字符串
        num = m.group()
        num1 = float(m.group(1))       # 取出分组中的第一个数字
        symbol = m.group(2)            # 取出运算符号
        num3 = float(m.group(3))       # 取出第二个数字

        if symbol == '-':               #判断symbol是 '-'还是'+' 计算结果
            result = num1 - num3
        elif symbol == '+':
            result = num1 + num3
        args = args.replace(num, str(result), 1)	#用计算结果替换原串中对应的字符串 如，用结果 5.0 替换 2+3
    return args

自定义小数位精度

使用 round(round(number, ndigits=None) 用户可自定义 ndigits.