C++.简易计算器的实现

1 前言

为了巩固自己的C++知识点，写了一个简易的四则运算计算器。尤其多用到了一些简单的数据结构与STL标准库的模板。

1.1 知识点

vector、string、map、stack的使用
中缀表达式转后缀表达式
对后缀表达式的计算

2 实现流程

2.1 简单的流程图

在这里插入图片描述

2.2 主要函数

Despace，去除输入字符串中的空格
Convert，对表达式进行转换
Caculate，对后缀表达式进行计算

2.3 其它注意点

利用map实现运算符的优先级（这里也可以使用函数与switch语句）
Convert函数中使用中转字符串，“当下一字符为符号或NULL时，将数字压入vetcor”

为什么使用vector存储后缀表达式？

这里的vector存储的是string元素，如果直接以string输出，每一个元素是char类型，将不适合参与计算。使用string后可以使用函数stoi与to_string进行字符串与整数的转换。

3 代码分析

3.1 头文件head.h

#ifndef HEAD_H_
#define HEAD_H_
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <stack>
#include <map>

using namespace std;

//空格的去除
void Despace(string &s);
//中缀表达式转后缀
vector<string> Convert(string &s);
//对后缀表达式进行计算
void Calculate(vector<string> &s);

#endif

3.2 函数实现 head.cpp

#include"head.h"
map<char,int> smap = {
	{'*',3},
	{'/',3},
	{'+',2},
	{'-',2},
	{'(',1}
};//存储运算符优先级

//空格的去除
void Despace(string &s)
{
	int index = 0;
	if (!s.empty())
	{
		while ((index = s.find(' ', index)) != string::npos)
		{
			s.erase(index, 1);
		}
	}
}

//中缀表达式转后缀，注意返回值为vector
vector<string> Convert(string &s)
{
	
	vector<string> v;//转换后输出的向量
	stack<char> sstack;//中转栈
	string nums = "0123456789";
	string oper_ = "+-*/()";
	string st = ""; //中转字符串
	for (int i = 0;i < s.size();i++)
	{
		if (nums.find(s[i]) != string::npos)
		{
			st = st + s[i];
			if (oper_.find(s[i + 1]) != string::npos || s[i + 1] == NULL)
			{
				v.push_back(st);
				st = "";
			}
		}
		else if (s[i] == '(')
		{
			sstack.push(s[i]);
		}
		else if (s[i] == ')')
		{
			char temp = sstack.top();
			sstack.pop();
			if (temp != '(')
			{
				st = "";
				st = st + temp;
				v.push_back(st);
				temp = sstack.top();
				sstack.pop();
			}
		}
		else
		{
			while (sstack.empty() == false && smap[sstack.top()] >= smap[s[i]])
			{
				st = "";
				st = st + sstack.top();
				v.push_back(st);
				sstack.pop();
			}
			sstack.push(s[i]);
		}
	}
	while (sstack.empty() == false)
	{
		st = "";
		st = st + sstack.top();
		sstack.pop();
		v.push_back(st);
	}
	return v;
}

//对后缀表达式进行计算
void Calculate(vector<string> &v)
{
	string st;
	int x, y, z;
	stack<string> sstack;
	string oper_ = "+-*/";
	for (int i = 0;i < v.size();i++)
	{
		if (oper_.find(v[i]) != string::npos)
		{
			x = std::stoi(sstack.top());
			sstack.pop();
			y = std::stoi(sstack.top());
			sstack.pop();
			if (v[i] == "+")
			{
				z = x + y;
				st = to_string(z);
				sstack.push(st);
			}
			else if (v[i] == "-")
			{
				z = x - y;
				st = to_string(z);
				sstack.push(st);
			}
			else if (v[i] == "*")
			{
				z = x * y;
				st = to_string(z);
				sstack.push(st);
			}
			else if (v[i] == "/")
			{
				z = x / y;
				st = to_string(z);
				sstack.push(st);
			}
		}
		else
		{
			sstack.push(v[i]);//将string类型的数字压入栈中
		}		
	}
	st = sstack.top();
	cout << st;
}

3.3 main主函数

#include"head.h"

int main()
{
	string s;
	vector<string> v;
	cout << "请输入四则运算的值：";
	getline(cin, s);
	Despace(s);
	v = Convert(s);
	Calculate(v);
	getchar();
	return 0;
}