Python实现简单的四则运算计算器

一、算法

     1、算法的主要思想就是将一个中缀表达式(Infix expression)转换成便于处理的后缀表达式(Postfix expression)，然后借助于栈这个简单的数据结构，计算出表达式的结果。

     2、关于如何讲普通的表达式转换成后缀表达式，以及如何处理后缀表达式并计算出结果的具体算法描述不在此叙述了，书上有详细的说明。

二、简易计算器

使用说明

使用该计算器类的简单示例如下：

# usagec = Calculator()print('result: {:f}'.formart(c.get_result('1.11+2.22-3.33*4.44/5.55')))# output:result: 0.666000

测试案例

为了对这个计算器进行有效地检验，设计了几组测试案例，测试结果如下：

Test No.1: (1.11) = 1.110000Test No.2: 1.11+2.22-3.33*4.44/5.55 = 0.666000Test No.3: 1.11+(2.22-3.33)*4.44/5.55 = 0.222000Test No.4: 1.11+(2.22-3.33)*(4.44+5.55)/6.66 = -0.555000Test No.5: 1.11*((2.22-3.33)*(4.44+5.55))/(6.66+7.77) = -0.852992Test No.6: (1.11+2.22)*(3.33+4.44)/5.55*6.66 = 31.048920Test No.7: (1.11-2.22)/(3.33+4.44)/5.55*(6.66+7.77)/(8.88) = -0.041828Test No.8: Error: (1.11+2.22)*(3.33+4.44: missing ")", please check your expressionTest No.9: Error: (1.11+2.22)*3.33/0+(34-45): divisor cannot be zeroTest No.10: Error: 12+89^7: invalid character: ^

实现代码

栈的实现

栈实际上就是一个被限制操作的表，所有的操作只能在栈的顶端（入栈、出栈等），以下是使用Python代码实现的简单的栈：

class Stack(object):  """  The structure of a Stack.  The user don't have to know the definition.  """  def __init__(self):    self.__container = list()  def __is_empty(self):    """    Test if the stack is empty or not    :return: True or False    """    return len(self.__container) == 0  def push(self, element):    """    Add a new element to the stack    :param element: the element you want to add    :return: None    """    self.__container.append(element)  def top(self):    """    Get the top element of the stack    :return: top element    """    if self.__is_empty():      return None    return self.__container[-1]  def pop(self):    """    Remove the top element of the stack    :return: None or the top element of the stack    """    return None if self.__is_empty() else self.__container.pop()  def clear(self):    """    We'll make an empty stack    :return: self    """    self.__container.clear()    return self

计算器类的实现

在计算器类中，我们将表达式的合法性验证单独放在一个函数中完成，但是实际上如果需要，也可以直接放在中缀表达式转后缀表达式的函数中实现，这样只需要一次遍历表达式即可同时完成验证和转换工作。但是为了保持结构清晰，还是分开来实现比较好，每个函数尽可能最好一件事情才是比较实在的。