使用栈实现一个简单的计算器

使用栈实现一个简单的计算器,能够计算包含加减乘除的表达式,要求考虑运算符优先级。


#include <iostream> // 包含输入输出流库
#include <stack> // 包含栈库
#include <string> // 包含字符串库

using namespace std; // 使用标准命名空间

int priority(char op) { // 定义优先级函数,用于返回操作符的优先级
    if (op == '+' || op == '-') {
        return 1;
    }
    else if (op == '*' || op == '/') {
        return 2;
    }
    return 0;
}

int applyOp(int a, int b, char op) { // 定义应用操作函数,用于执行两个操作数和一个操作符之间的运算
    switch (op) {
    case '+': return a + b;
    case '-': return a - b;
    case '*': return a * b;
    case '/': return a / b;
    }
    return 0;
}

int evaluateExpression(string expression) { // 定义表达式求值函数
    stack<int> values; // 创建一个

<think>嗯,用户现在想了解如何使用实现一个简单计算器。之前用户已经问过和队列的区别,现在这个问题是之前的延伸。根据提供的引用,用户可能已经看过一些相关资料,比如用处理表达式、分词、运算符优先级等。需要整合这些信息,给出清晰的步骤和示例代码。 首先,用户的需求是明确的:用实现计算器。但需要确认用户是否了解的基本操作,比如压、弹,以及如何处理运算符优先级。根据引用[1],计算器实现需要处理不同运算符,尤其是乘除优先于加减,这时候可以用来暂存中间结果。同时,引用[2]和[3]提到了分词的问题,特别是处理负数的情况,比如当减号出现在开头或者括号后的情况,这时候需要将负号和数字结合。引用[4]虽然是用C语言的例子,但思路是相通的,可能需要考虑表达式的解析和运算顺序。 接下来,我需要确定回答的结构。通常,实现计算器可以分为几个步骤:分词(将字符串拆分为数字和运算符)、处理负数、中缀转后缀表达式(逆波兰)、或者直接使用法(一个存数字,一个存运算符)。根据引用[1]中的描述,用户提到的预处理运算符的方法,可能是在遍历时根据前一个运算符来决定当前操作,比如遇到乘除立即计算,而加减则压。这种方法可能更直接,不需要转为后缀表达式,适合简单实现。 然后,需要考虑如何处理括号,但用户的问题可能不涉及括号,但引用[3]提到了左括号的情况,所以可能需要决定是否包含括号处理。不过用户问的是简单计算器,可能先忽略括号,或者简单提及扩展方法。 代码示例方面,引用[2]和[3]提供了Python的分词方法,可以借鉴。例如,替换符号为空格分割,然后处理负数的情况。然后,使用来处理运算顺序,乘除立即计算,加减压。最后将内剩余数字相加。 需要验证步骤是否正确:分词是否正确处理负号,运算符的优先级是否正确处理,例如3 + 5 * 2应该得到13而不是16。在代码中,当遇到乘除时,立即取出顶元素与当前数字计算,结果压回,这样后续加法处理时,乘除的结果已经被计算,从而保证了优先级。 可能遇到的问题包括:连续运算符的处理,例如3+-2,或者多个乘除的情况。需要确保分词阶段能正确识别负数,例如将"-3"作为一个整体,而不是拆成减号和3。引用[3]中的处理方法是在分词时将特定情况下的减号与后续数字合并,这需要在代码中体现。 此外,测试用例也很重要,比如输入"3+5*2-6/3",应该得到3+10-2=11。代码是否能正确处理这种情况? 总结步骤:1. 分词,处理负数;2. 遍历分词后的列表,使用保存数字,根据前一个运算符决定操作;3. 遇到加减压,乘除立即计算;4. 最后将内数字求和。 然后,将这些步骤转化为代码,并添加注释说明。同时,给出扩展方向,如处理括号、错误检查等,以满足用户可能的进一步需求。 最后,确保代码示例符合Python语法,并且结构清晰,用户能够理解每一步的作用。可能还需要解释为什么使用,以及这种方法如何处理优先级问题。</think>#### 使用实现简单计算器的分步方法(支持加减乘除和负数) --- ### 一、核心思路 1. **分词(Tokenization)** 将输入表达式拆分为数字和运算符,并正确处理负数(如`-3`视为整体)[^2][^3]。 2. **双法** - **数字**:存储待计算的数值。 - **运算符**:存储运算符优先级,按优先级计算[^1][^4]。 --- ### 二、实现步骤 #### 1. **分词处理(支持负数)** ```python def tokenize(expression): # 插入空格分割运算符和数字 expression = expression.replace('+', ' + ').replace('-', ' - ')\ .replace('*', ' * ').replace('/', ' / ') tokens = expression.split() # 处理负号(如 "-3" 或 "(-3+2)") for i in range(len(tokens)): if tokens[i] == '-' and (i == 0 or tokens[i-1] in '+-*/('): tokens[i+1] = '-' + tokens[i+1] tokens[i] = '' return [t for t in tokens if t] ``` #### 2. **计算逻辑(核心代码)** ```python def calculate(s): tokens = tokenize(s) stack = [] pre_op = '+' # 初始前一个运算符为加号 num = 0 for token in tokens + ['+']: # 添加哨兵运算符触发最后一次计算 if token.isdigit() or token[0] == '-': num = int(token) else: # 根据前一个运算符决定操作 if pre_op == '+': stack.append(num) elif pre_op == '-': stack.append(-num) elif pre_op == '*': stack[-1] *= num elif pre_op == '/': stack[-1] = int(stack[-1] / num) # 向下取整(兼容Python除法) pre_op = token num = 0 return sum(stack) ``` --- ### 三、示例与测试 ```python print(calculate("3+5*2")) # 输出 13 print(calculate(" -3+4*2 ")) # 输出 5 print(calculate("14-6/3")) # 输出 12 ``` --- ### 四、关键点解释 1. **负数处理** 在分词阶段,若`-`出现在表达式开头或运算符后,则将其与后续数字合并为负数[^3]。 2. **运算符优先级** 遇到`*`或`/`时立即计算,而`+`或`-`延迟到最终求和,利用保证乘除优先[^1]。 3. **哨兵技巧** 在遍历结束后添加一个`+`运算符,确保最后一个数字被正确处理。 --- ### 五、扩展方向 1. **括号支持** 使用递归或处理括号内子表达式,例如`3*(2+4)`。 2. **浮点数计算** 修改`num`类型为`float`,并调整除法逻辑。 3. **错误检查** 添加对非法字符(如字母)和格式错误(如连续运算符)的检测。 ---
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值