正则表达式应用：实现一个简单的计算器

实现一个简单的计算器，代码如下：

下面的函数用来检验数学表达式的合规性，当然此处只实现两个检验：(1)括号应该闭合 (2)不能出现字母

def check_expression(str):
    check_result = True
    if str.count('(') != str.count(')'):
        print('表达式有误：括号未闭合！请重新输入')
        check_result = False
    elif re.findall('[a-z]',str.lower()):
        print('表达式含有非法字符！请重新输入')
        check_result = False
    return check_result

下面的函数用来将表达式格式化:此处实现以下几个功能

def format_expression(str):
    str = str.replace('--','+')
    str = str.replace('+-','-')
    str = str.replace(' ', '')      #用空字符代替空格
    return str

计算乘除的函数

def calc_mul_div(str1):
    mul_div_exp = 'd+.?d*[*/]-?d+.?d*'               #匹配一个带/*的表达式
    while re.findall(mul_div_exp,str1) != []:              #当能找到这样的表达式时，进行以下计算
        search_exp=re.search(mul_div_exp,str1).group()     #先匹配一个
        if search_exp.count('*') == 1:                     #如果表达式中带的是*
            x,y = search_exp.split('*')                    #则用*分割
            mul_result = str(float(x) * float(y))          #进行计算
            str1 = str1.replace(search_exp,mul_result)     #用计算结果代替匹配的表达式
            str1 = format_expression(str1)                 #再次格式化
        else:                                              #如果表达式中带的是不是*，那就必然是/
            x, y = search_exp.split('/')
            div_result = str(float(x) / float(y))
            str1 = str1.replace(search_exp, div_result)
            str1 = format_expression(str1)
    return str1

计算加减的函数

def calc_add_sub(str1):
    add_sub_exp = '-?d+.?d*[+-]-?d+.?d*'
    while re.findall(add_sub_exp,str1) != []:
        search_exp = re.search(add_sub_exp,str1).group()
        if search_exp.count('+') == 1:
            x,y = search_exp.split('+')
            add_result = str(float(x) + float(y))
            str1 = str1.replace(search_exp,add_result)
            str1 = format_expression(str1)
        else:
            num = search_exp.split('-')
            if len(num) == 3:        #像-3-5这样的式子，用减号会分割出三个元素，所以要进行判断
                sub_result = 0
                for i in num:
                    if i != '':
                        sub_result -= float(i)
            else:
                x,y = search_exp.split('-')
                sub_result = float(x) - float(y)
            sub_result = str(sub_result)
            str1 = str1.replace(search_exp,sub_result)
            str1 = format_expression(str1)
    return str1

下面是计算器工作流程

while True:
    exp = input('请输入表达式：')
    if check_expression(exp) == True:    #检验表达式
         format_expression(exp)         #将表达式格式化
         while exp.count('(') >0:      #当有括号时，先找到最里层括号，再计算
            inner_exp = re.search('([^()]+)',exp).group()    #匹配最里层括号的表达式
            mul_div_ret = calc_mul_div(inner_exp)           #先算乘除
            add_sub_ret = calc_add_sub(mul_div_ret)           #再算加减
            exp = format_expression(exp.replace(inner_exp,add_sub_ret[1:-1]))
         else:                        #当没有括号时，直接计算
             mul_div_ret = calc_mul_div(exp)  # 先算乘除
             add_sub_ret = calc_add_sub(mul_div_ret)  # 再算加减
             calc_ret = exp.replace(exp,add_sub_ret)
             print('The result is:',calc_ret)
    else:                             #如果没有通过检验，让用户重新输入
        continue