計算器源碼(數學式python)

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******************** 請計算表達式： 1 - 2 * ( (60-30 +(-40.0/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) ) ********************

(-40.0/5) 計算後爲 (-8.0) ;則式子化簡爲： 1-2*((60-30+(-8.0)*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))
(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14) 計算後爲 173545.88095238098 ;則式子化簡爲： 1-2*((60-30+(-8.0)*173545.88095238098)-(-4*3)/(16-3*2))
(60-30+(-8.0)*173545.88095238098) 計算後爲 (-1388337.0476190478) ;則式子化簡爲： 1-2*((-1388337.0476190478)-(-4*3)/(16-3*2))
(-4*3) 計算後爲 (-12.0) ;則式子化簡爲： 1-2*((-1388337.0476190478)-(-12.0)/(16-3*2))
(16-3*2) 計算後爲 10.0 ;則式子化簡爲： 1-2*((-1388337.0476190478)-(-12.0)/10.0)
((-1388337.0476190478)-(-12.0)/10.0) 計算後爲 (-1388335.8476190479) ;則式子化簡爲： 1-2*(-1388335.8476190479)
最後結果爲: 2776672.6952380957

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基於遞歸和正則表達式實現的，源碼以下：

# Author: Alan
import re #實現輸入數學式子（python裏），計算其結果，相似計算器。思路以下： #1.去括號：先計算最裏層括號內的表達式（正則抓出）並計算出值，而後完成替換，最後循環此步驟（遞歸），直到沒有括號或其內無表達式 #2.表達式（沒有括號的干擾）計算：按運算符優先級（正則抓出）依次計算出值（遞歸），而後完成替換，最後會返回一個值（負數則用小括號括起） #3.支持：python **，%，//等運算，小括號，中括號，及大括號（其實原理是同樣的，正則都相似） #4.坑：替換時若是用re.sub,因爲式子包含一些特殊字符須要轉義才能替換，然而我用的是replace #5.輸入：若是不是位於表達式的開頭的負數請用小括號括起，避免符號混亂
def count_ex(list,strx): #計算一次結果 負數用（）括起來
    list_left=re.sub('[\(\)]*','',list[0]) list_right=re.sub('[\(\)]*','',list[2]) list_sym=list[1] list_str=''.join(list) if list_sym=='**': num=float(list_left)**float(list_right) sym_str=str(num) if num>0 else '(%s)'%num #計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) elif list_sym=='//': num = float(list_left) // float(list_right) sym_str = str(num) if num > 0 else '(%s)' % num  # 計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) elif list_sym=='%': num = float(list_left) % float(list_right) sym_str = str(num) if num > 0 else '(%s)' % num  # 計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) elif list_sym=='/': num = float(list_left) / float(list_right) sym_str = str(num) if num > 0 else '(%s)' % num  # 計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) elif list_sym=='*': num = float(list_left) * float(list_right) sym_str = str(num) if num > 0 else '(%s)' % num  # 計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) elif list_sym=='+': num = float(list_left) + float(list_right) sym_str = str(num) if num > 0 else '(%s)' % num  # 計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) elif list_sym=='-': num = float(list_left) - float(list_right) sym_str = str(num) if num > 0 else '(%s)' % num  # 計算結果
        return strx.replace(list_str,sym_str,1) def regex_split(str,pattern): #處理算術運算符
    list = re.findall(pattern, str) if not list: return str else: str = count_ex(list[0], str) return regex_split(str,pattern) def bracket(strx): #處理括號中的內容,順序小括號，中括號，大括號。結束條件沒有中括號及大括號和小括號內無表達式（遞歸）
    regex_bracket=[ '\((?:[\-]?\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))(?:(?:\*\*|\/\/|\%|\*|\/|\+|\-)(?:\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))*)+\)', '\[(?:[\-]?\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))(?:(?:\*\*|\/\/|\%|\*|\/|\+|\-)(?:\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))*)+\]', '\{(?:[\-]?\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))(?:(?:\*\*|\/\/|\%|\*|\/|\+|\-)(?:\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))*)+\}' ] for i in regex_bracket: list=re.findall(i, strx) if not list:continue
        else: strx1=deal_expression(list[0][1:-1])#去掉最外層括號並處理此表達式
            strx=strx.replace(list[0], strx1, 1)#完成替換
            print(list[0],'計算後爲',strx1,';則式子化簡爲：',strx) res_end=re.findall( '(\{|\[|\((?:[\-]?\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))(?:(?:\*\*|\/\/|\%|\*|\/|\+|\-)(?:\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))*)+\))', strx) if not res_end:return strx#結束條件
    return bracket(strx) def deal_expression(strx): #處理表達式,運算符優先級，先**,在//,%,/,*,最後+，-
    rank_sym_pattern=[ '(\([\-]?\d+\.?\d*\)|^\-\d+\.?\d*|\d+\.?\d*)(\*\*)(\([\-]?\d+\.?\d*\)|\d+\.?\d*)', '(\([\-]?\d+\.?\d*\)|^\-\d+\.?\d*|\d+\.?\d*)(\%|\/\/|\*|\/)(\([\-]?\d+\.?\d*\)|\d+\.?\d*)', '(^\-\d+\.?\d*|\d+\.?\d*|\([\-]?\d+\.?\d*\))(\+|\-)(\([\-]?\d+\.?\d*\)|\d+\.?\d*)' ] for i in rank_sym_pattern: strx=regex_split(strx, i) return strx def run(): while True: ex = input('ex>>>:').strip() if not ex: continue
        if ex == 'q': break ex=re.sub('\s','',ex) print('最後結果爲:',deal_expression(bracket(ex)).strip('()')) if __name__ == '__main__': run() # expression='22//2+1-2*((60+2*(-3-40.0/5)*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-((-4)*3)/(16-3*2))' # print(deal_expression(bracket(expression)))

 

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