第四次程序设计作业 C++计算器计算及命令行的使用 前缀表达式方法实现

关键词：前缀中缀后缀表达式 波兰式 命令行

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一.前言

很有意思的开发和学习经历，从刚刚开始看到作业思考半天到现在的Debug过程，对我来说都或多或少有所提升。

也许这个时候自己挺迷茫的，想未来的路在哪里。一转眼，自己就走出去了很远，白驹过隙，时光荏苒。

二.本次作业的步骤梳理

• 1.Windows系统下的cmd命令行操作
• 2.输入字符串input过程中的特判负号
• 3.计算过程中符号优先级的判断
• 4.输入错误的判断
• 5.总结与反馈

这里我的解决步骤是：2->4->3->1->5。本篇博客主要介绍第3步和第1步。

三.计算的实现

代码：

calculation.h

//==============================//
//文件名称：calculation.h
//作者：031502209
//更新时间：2016/4/7
//博客：qq952693358
//==============================//
#ifndef CALCULATION_H
#define CALCULATION_H
#include<stack>
#include<queue>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<string>
using namespace std;

//===============================//
//class:Calculation
//包含：执行计算函数carryout
//函数类型：int
//===============================//
class Calculation
{

	public:
        int carryout(queue<string> que);
};

#endif // CALCULATION_H

calculation.cpp

//==============================//
//代码主体部分：calculation
//文件名称：calculation.cpp
//作者：031502209
//更新时间：2016/4/7
//博客：qq952693358
//==============================//

//==================================//
//说明：该部分分为两大块
//1.把原来的式子转换成为前缀表达式
//2.前缀表达式的计算
//==================================//
#include "calculation.h"
#include<stack>
#include<queue>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<string>
#include<sstream>

//======priority=======//
//说明：用于判断优先级
//=====================//
int priority(string s)
{
    if(s=="(" || s== ")")return 0;
	if(s=="+" || s=="-")return 1;
	if(s=="*" || s=="/")return 2;
	if(s=="#")return -1;
}

//======calculate======//
//说明：用于计算
//=====================//
int calculate(string s,int a,int b)//double
{
	if(s=="+")return b+a;
	if(s=="-")return b-a;
	if(s=="*")return b*a;

	if(s=="/" && a!=0)return b/a;
	else return 0;
}
//========代码主体========//
int Calculation::carryout(queue<string> que)
{
	//判断是否出错
	if(que.empty())
	{
		cout<<"error"<<endl;
		return 0;
	}

	stack<string> sign1,sign2;
	stack<string> signstore;//倒序 

	string s;
	string que_s;
	string sign1_top;

	//==========================//
	//从'='开始从右向左遍历
	//所以用一个栈signstore实现
	//==========================//
	while(!que.empty())
	{
		signstore.push(que.front());
		que.pop();
	}

//-------------------------BEGIN-------------------------//	

    //======部分1======//
	//转换为前缀表达式
	//=================//
	while(!signstore.empty())
	{
		s=signstore.top();
	    signstore.pop();

		if(s=="=")continue;
		if(s=="+" || s=="-" || s=="*" || s=="/" || s=="(" || s==")")
		{
			//=============说明=============//
			//如果存在以下情况:
			//(1)s的优先级大于sign1栈顶元素
			//(2)s==")"
			//(3)sign1为空栈
			//则:s直接push进sign1
			//==============================//

			//sign1为空栈
			if(sign1.empty())
			{
				sign1.push(s);

				continue;
			}

			//s==")"
			if(s==")")
			{
				sign1.push(s);

				continue;
			}

			//=============说明=============//
			//如果遇到左括号:
			//把sign1里面的字符push进sign2
			//直至遇见右括号
			//==============================//
			if(s=="(")
			{
			    while(sign1.top()!=")")
			    {
			    	sign2.push(sign1.top());

			    	sign1.pop();
			    }
				sign1.pop();//右括号出栈
				continue;
			}

			//s的优先级大于sign1栈顶元素 //
			if(priority(s) > priority(sign1.top()))
			{
				sign1.push(s);

				continue;
			}

			//s的优先级小于sign1栈顶元素//

			//==============说明===============//
			//当遇到s的优先级小于栈顶元素时
			//把sign1里面的字符从栈顶
			// push进sign2
			//直到栈顶元素优先级大于s
			//=================================//
			else if(priority(s) < priority(sign1.top()))
			{
				while(priority(s) < priority(sign1.top()))
				{
					sign1_top=sign1.top();

				    sign1.pop();
				    sign2.push(sign1_top);
				}
				sign1.push(s);
				continue;
			}
			else //优先级相同 且非"("括号")"直接入sign1
			{
				if(s=="+" || s=="-" || s=="*" || s=="/")
				sign1.push(s);
			}
		}
		else //如果是数字的话 push进sign2
		{
			sign2.push(s);
			continue;
		}
	}

	//将sign1中剩余的部分按顺序push进sign2
	while(!sign1.empty())
	{
		sign2.push(sign1.top());
		sign1.pop();
	}

	//转换为前缀表达式 完成 

//-------------------------END-------------------------//	

	//========部分2========//
	//计算前缀表达式
	//=====================//

	//sign2逆序存放->sign_2
	stack<string> sign_2;
	while(!sign2.empty())
	{
		sign_2.push(sign2.top());

		sign2.pop();
	}

	//使用stringstream 把字符串转换为数字
	stringstream stream;
	int number;
	stack<int> numberstore;//存储数字的栈
	string s2;

	//计算部分
	while(!sign_2.empty())
	{
		s2=sign_2.top();
		sign_2.pop();

		//遇到运算符 提取出numberstore栈顶两个元素进行计算
		//结果push进numberstore
		if(s2=="+" || s2=="-" || s2=="*" || s2=="/")
		{
			int number1;
			number1=numberstore.top();
			numberstore.pop();

			int number2;
			number2=numberstore.top();
			numberstore.pop();

			int cal_number;
			cal_number=calculate(s2,number2,number1);

			numberstore.push(cal_number);

			continue;
		}
		else //遇到操作数 转换为数字之后入栈
		{
			stream.str(s2);
			stream>>number;

			numberstore.push(number);
			stream.clear();

			continue;
		}
	}

	int value=0;

	value=numberstore.top();//栈顶元素即最终结果 

	return value;
}

四.CMD命令行

以下是主函数的写法：

#include "calculation.h"
#include "calculator.h"
#include "print.h"

#include<string>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;
int bitjudge=0;

int main(int argc,char*argv[])    //不通过命令行输入时通过Input类来输入
{
    queue<string> que; // type:queue<string>

	Scan Sc;    // Define a "Scan" object:"Sc".
    Print Put;  // Define a "Print" object "Put".
    Calculation Ca; // Define a "Calculation" object "Ca".

    string str=argv[argc-1];  

    if(strcmp(argv[1],"-a")==0) //判断是否有输入'-a'
    {
    	que.push(str);
    	Put.pout(que);    // printf que.
    }

    while(!que.empty())que.pop();  // 清空que 

	que=Sc.ToStringQueue(argv[argc-1]);

    cout<<Ca.carryout(que)<<endl;
    return 0;
}

实现效果如下：

五.不足的地方(已做出改进)

我从我原来的代码进行了改进，在原来的要求下，我输出了整个式子，并且在之后进行了错误判断：<1>输入的式子左右括号匹配判断 <2>输入的数超过十位

但是如果使用命令行的话，在输入'-a'的时候会进行判断，但是没有'-a'的时候就会跳过(判断在调用的print.cpp内)。还有一个就是小数的处理。

这是美中不足的地方。

今天改进了一下：实现报错功能，处理了小数的情况，对主函数进行了修改。

六.数据处理(举两个例子)：

1.(-3+(9-((10-8)+(9-8*6/2+3)-10*10))*(8-(1+8/4)+2))=830

2.(3+(-1+2*8)*2)+(9-8*1)=34

七.总结：

经过这些天的努力和尝试，把之前想象中异常困难的任务完成了。在我之前的代码上依照要求进一步的开发，学习了CMD命令行和sstream的使用，总体上对这些天的经历感到满意。但是我也看到了自己的不足和缺点，主要是：

1.自己的知识储备相对浅薄，仍然需要扩宽知识面，不断学习新的知识。

2.编程能力仍然需要提升。

3.提高阅读代码的能力，多去思索别人的想法和做法。

希望接下来的自己再接再厉，坚持下去。

                                                                                                                  2016/4/9

更新：关于参考网址。

1.前后缀表达式 写的超赞。

2.命令行

更新：(2016/4/11) 解决了开头为负号的特殊情况