简单的四则运算计算器程序.docx

1、简单的四则运算计算器程序简单的四则运算计算器程序实验目的与要求：目的：1、掌握类、构造函数/析构函数、栈等概念，掌握字符串操作；2、步了解类的设计方法，初步了解词法分析、表达式求值的算符优先算法等内容。要求：以接收由键盘输入的整数四则运算表达式（由整数和加、减、乘、除、圆括号组成），计算出该表达式的值，然后输出结果。方法、步骤：设计2个栈，分别用于存放操作数和操作符，其中操作符有优先级。栈内存放的操作数用一个类名为Operand的类存放；操作符用Operator类存放，并且设置相应运算符的优先级。将用户输入的整个四则运算表达式字符串可看作由操作数，运算符和左右括弧（）组成的字符串，并用事先定义

2、的操作数类、操作符类来表示相应的对象。用一个叫分析器的类（Analyzer）对输入的四则运算进行分析扫描，每次返回一个字符串；定义一个名为calculate的函数将Analyzer的静态方法返回的字符串构造为相应的对象，放入各自的栈，并利用四则运算规则，计算相应的结果。calculate函数利用四则运算的规则：乘、除优先级高于加、减，放入操作符栈的规则为：1、操作符栈里符号进栈规则是，后进栈的操作符优先级必须高于已经进栈符号的优先级，比方如果接收的操作符优先级等于或小于（=）栈顶操作符优先级，则先对栈顶操作符进行出栈，运算；再将后面的操作符入栈保存。这样保证操作符栈里符号优先级为由低到高，符合

3、优先级高的操作符先出栈，参与运算的规则。2、遇到左括弧“（”时，先将左括弧“（”进栈，当扫描到右括弧“）”时候，取操作符栈运算符出栈计算，直到栈顶为左括弧为止。3、分析完输入字符串后，全部计算完成，计算结果便从操作数栈中取出。实验过程及内容：实验中整个用一个名为sizheyunsuan.cpp的C+源文件。详细过程见附件程序清单。该源文件中相关类的成员变量以及成员函数如下所示：类：Operand：操作数类，包含私有成员operS，表示操作数的数值。Operator：操作符类，包含私有成员operF，priority，分别表示操作符的符号，以及运算优先级。template class STACK

4、：用于存放操作数和操作符的栈Analyzer：字符串扫描分析类，包含静态函数analysis(char *str,unsigned int& mark,char *returns)函数：void calculate(char *temp,STACK& sOperator,STACK& sOperand)：对扫描返回的字符串分析，构造相应的对象，并依照运算规则进行计算。void main()：程序主函数。对象以及变量：STACK sOperator：存放操作数的栈STACK sOperand：存放操作符的栈Analyzer analyzer：扫描分析器char Str_inputMAX：存放用户

5、输入的四则表达式char temp12：存放分析器返回的字符串unsigned int mark：“游标”的作用，标示分析器每一次调用分析操作对应的输入字符串的位置。运算结果图示：（2+5）*3-4*6+5）/2+10-6*（3-1）数据处理分析：1、接收用户输入，并作检查，判断用户是否正确输入。2、如果输入正确，则进行计算：计算过程，跟踪栈出入结果，表达式分析如下图：(见下一页)计算过程，跟踪栈出入结果，表示如下：结果验证，计算结果正确实验结论：上述的“四则运算表达式”算法可以计算任意正整数的四则运算表达式，输入的原始表达式中的操作数只能为正整数、或者负数用2元表达式的形式，比方（-2）用（

6、0-2）代替，操作符包含加、减、乘、除和括号。原始表达式的长度100个字符（比这个长的表达式，不多了吧），但必须符合正整数“四则运算表达式”的运算法则。指导教师批阅意见：成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日备注：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。附件：程序源代码/ sizheyunsuan.cpp : Defines the entry point for the console application.#include#includeconst int MAX=100;class Operandp

7、rivate: double operS;public: Operand() Operand(double opers) operS=opers; void set(double opers) operS=opers; double get() return operS;class Operatorprivate: char operF; int priority;public: Operator() Operator(char operf) operF=operf; switch(operf) case(:priority=-1;break; case+:priority=0;break;

8、case-:priority=0;break; case*:priority=1;break; case/:priority=1;break; case):priority=2;break; void set(char operf) operF=operf; char get() return operF; int getpriority() return priority; ;template class STACK /定义栈类 private: Type baseMAX; int Size; public: STACK()Size=0; void push(Type a) baseSize

9、=a; Size+; Type pop() return base-Size; Type getTop() return baseSize-1; int size() return Size;class Analyzerpublic: static int analysis(char *str,unsigned int& mark,char *returns) int i=0; if(strmark=(|strmark=)|strmark=*|strmark=+|strmark=-|strmark=/) returns0=strmark+; return 0; else if(int(strm

10、ark)=48&int(strmark)=48&int(strmark)=57;) returnsi+=strmark+; returnsi=0; return 0; ;void calculate(char *temp,STACK& sOperator,STACK& sOperand) if(temp0=(|temp0=)|temp0=*|temp0=+|temp0=-|temp0=/) /cout符号：temp0; /- /calculate计算 char ch=temp0; double a,b; if(ch=() Operator oper(); sOperator.push(oper

11、); /cout符号：sOperator.getTop().get()入栈n; else if(ch=) while(sOperator.getTop().getpriority()!=-1) b=sOperand.pop().get(); a=sOperand.pop().get(); switch(sOperator.pop().get() case *:a=a*b;break; case /: if(b=0) cout程序错误，0作为除数出现！; else a=a/b; break; case +:a=a+b;break; case -:a=a-b;break; default:brea

12、k; Operand oper(a); sOperand.push(oper); /cout计算,并将结果压：sOperand.getTop().get()入栈n; /cout0&(sOperator.getTop().getpriority()=1|sOperator.getTop().getpriority()=0) b=sOperand.pop().get(); a=sOperand.pop().get(); switch(sOperator.pop().get() case *:a=a*b;break; case /: if(b=0) cout程序错误，0作为除数出现！; else a

13、=a/b; break; case +:a=a+b;break; case -:a=a-b;break; default:break; Operand oper(a); sOperand.push(oper); /cout计算,并将结果压：sOperand.getTop().get()入栈n; /cout计算1次n; Operator oper(ch); sOperator.push(oper); /cout符号：sOperator.getTop().get()0&(sOperator.getTop().getpriority()=1) b=sOperand.pop().get(); a=sO

14、perand.pop().get(); switch(sOperator.pop().get() case *:a=a*b;break; case /: if(b=0) cout程序错误，0作为除数出现！; else a=a/b; break; default:break; Operand oper(a); sOperand.push(oper); /cout计算,并将结果压：sOperand.getTop().get()入栈n; /cout计算1次n; Operator oper(ch); sOperator.push(oper); /cout符号：sOperator.getTop().ge

15、t()入栈n; /- else int t=0; for(unsigned int i=0;istrlen(temp);i+) t=t*10+int(tempi)-48); double a=double(t); Operand operS(a); sOperand.push(operS); /cout操作数数：sOperand.getTop().get()入栈n; ;void main() char Str_inputMAX; char temp12; unsigned int mark=0; STACK sOperator; STACK sOperand; Analyzer analyze

16、r; /do cout该程序功能为根据表达式进行计算。n 可以实现的计算为带括弧（）的加减乘除四则运算，n 在下方输入处输入表达式，以回车结束。n; for(int y=0;y12;y+) tempy=0; for(int m=0;mStr_input; coutn; for(unsigned int n = 0;nstrlen(Str_input);n+ ) coutStr_inputn; coutn; for(unsigned int i = 0;istrlen(Str_input);i+ ) if(!(int(Str_inputi)=48)|Str_inputi=(|Str_inputi

17、=)|Str_inputi=*|Str_inputi=+|Str_inputi=-|Str_inputi=/) cout输入字符串有非法字符，请重新输入：n; break; for(;markstrlen(Str_input);) for(int y=0;y0;) double a,b; b=sOperand.pop().get(); a=sOperand.pop().get(); switch(sOperator.pop().get() case *:a=a*b;break; case /: if(b=0) cout程序错误，0作为除数出现！; else a=a/b; break; case +:a=a+b;break; case -:a=a-b;break; default:break; Operand oper(a); sOperand.push(oper); /cout计算,并将结果压：sOperand.getTop().get()进站n; /cout计算1次n; if(sOperator.size()=0&sOperand.size()=1) coutn四则运算表达式计算结果为：sOperand.pop().get()n; /while();