python 利用栈实现复杂计算器

#第五周的作业--多功能计算器
#1.实现加减乘除及括号的优先级的解析，不能使用eval功能，print(eval(equation))
#2.解析复杂的计算，与真实的计算器结果一致
#用户输入 1 - 2 * ( (60-30 +(-40/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )等类似公式后，
# 必须自己解析里面的(),+,-,*,/符号和公式(不能调用eval等类似功能偷懒实现)，运算后得出结果，结果必须与真实的计算器所得出的结果一致
''' 1.自左向右扫描表达式，凡是遇到操作数一律进操作数栈。
    2.当遇到运算符时，如果它的优先级比运算符栈栈顶元素的优先级低就入栈。反之，取出栈顶运算符和操作数栈顶的两个连续操作数运算，并将结果存入操作数栈，然后继续比较该运算符与栈顶的运算符的优先级。
    3.左括号一律进运算符栈，右括号一律不进运算符栈，取出栈顶运算符和操作数栈顶的两个连续操作数运算，并将结果存入操作数栈，直到取出左括号为止。

#给一个点，我们能够根据这个点知道一些内容
class Node(object):
    def __init__(self,val): #定位的点的值和一个指向
        self.val=val    #指向元素的值
        self.next=None   #指向的指针
class Stack(object):
    def __init__(self):
        self.top=None #初始化最开始的位置
    def peek(self):  #获取栈顶的元素
        if self.top!=None:  #如果栈顶不为空
            return self.top.val  #返回栈顶元素的值
        else:
            return None
    def push(self,n):#添加到栈中--入栈
        n=Node(n)  #实例化节点
        n.next=self.top  #顶端元素传值给一个指针
        self.top=n    #新入栈的节点作为栈顶元素
        return n.val
    def pop(self):  #出栈
        if self.top == None:
            return None
        else:
            tmp=self.top.val
            self.top=self.top.next  #栈顶下移一位
            return tmp


# if __name__=="__main__":
#     s=Stack()
#     s.push(1)
#     s.push(2)
#     s.push(3)
#
#     print(s.pop())
#     print(s.pop())
#     print(s.pop())

下面是计算器的代码，引用了上面的栈的模块

#_*_coding:utf-8_*_
#第五周的作业--多功能计算器

import string
import re
from stack_test import Node,Stack
# 定义加法运算
def add(num1,num2):
    return num1+num2
# 定义减法运算
def sub(num1,num2):
    return num1-num2
# 定义乘法运算
def mult(num1,num2):
    return num1*num2
# 定义除法运算
def div(num1,num2):
    return num1/num2
# 定义运算的操作
operation={
    "+":add,
    "-":sub,
    "*":mult,
    "/":div
}
#判断一个字符串是否是数字
def is_number(s):
    try:
        float(s)
        return True
    except ValueError:
        pass

    try:
        import unicodedata
        unicodedata.numeric(s)
        return True
    except (TypeError, ValueError):
        pass

    return False

# 定义运算符的优先级别
weight={
    '(':3,
    '*':2,
    '/':2,
    '+':1,
    '-':1,
    None:0
}

# 进行运算
num1=0
num2=0
result=0#用于表示计算的
data_stack=Stack()#实例化的一个数栈,存放数
oper_stack=Stack()#实例化的一个符号栈，存放+-*/()
def deal_data():
    p=oper_stack.pop()#把运算符出栈
    num2=float(data_stack.pop())
    num1=float(data_stack.pop())
    result=operation[p](num1,num2)
    print("%s %s %s临时结果：%s"%(num1,p,num2,result))
    print("把计算的结果%s继续存入数栈中"%result)
    data_stack.push(result)
    return result

while True:
    equation=input("请输入计算的式子(*提示英文状态下)：")

    # 对输入的算式字符串进行解析,eg:3*5，(99.8-52)*7+6-1.2*41
    #1.2-2*((60-30+(-40/5)*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))

    while equation:
        cur=re.search(r'((^d+.?d*)|(^(-d+.?d*)|(|)|+|-|*|/)',equation).group()
        print("----->",cur)
        if "(-" in cur:#考虑到负数的情形,如(-5.2)
            # 一分为二，"("与"-4"
            # 把左括号存入到符号栈中
            bracket=cur[0]
            print("----->",bracket)
            print("将%s存入到符号栈中"%bracket)
            oper_stack.push(bracket)
            equation=equation[1:]
            print("剩余的equation：",equation)

            # 把负数存入到符号栈中
            num=cur[1:]
            print("----->",num)
            print("将%s存入到数栈中"%num)
            data_stack.push(num)
            equation=equation[len(num):]
            print("剩余的equation：",equation)
        else:#非负情形
            lenth=len(cur)
            if is_number(cur):#数字则存入数栈
                print("将 %s 存入数栈data_stack"%cur)
                data_stack.push(cur)
            else:#非数字的符号
                if cur=="(":#左括号一律入栈
                    print("将%s存入到符号栈中"%cur)
                    oper_stack.push(cur)
                elif cur==")":#右括号则--将取两个数进行运算
                    deal_data()#处理数据的运算
                    #(12-5*8)再次判断“（”是否是符号栈的栈顶
                    while oper_stack.peek()!="(":
                        deal_data()
                    oper_stack.pop()#把左括号出栈

                else:#运算符
                    if oper_stack.peek()==None:#符号栈为空
                        print("将%s存入到符号栈中"%cur)
                        oper_stack.push(cur)
                    else:#符号栈不为空

                        if weight[cur]>weight[oper_stack.peek()]:#当前符号优先级“高于”栈顶元素的优先级
                            print("将%s存入到符号栈中"%cur)
                            oper_stack.push(cur)
                        else:#当前符号优先级“等于|低于”符号栈栈顶元素的优先级
                            if oper_stack.peek()=="(":
                                print("将%s存入到符号栈中"%cur)
                                oper_stack.push(cur)
                            else:
                                deal_data()
                                while weight[cur]==weight[oper_stack.peek()]:
                                    deal_data()
                                print("将%s存入到符号栈中"%cur)
                                oper_stack.push(cur)

            equation=equation[lenth:]
            print("剩余的equation：",equation)
    # 把算式逐个拆解完了，最后处理栈中还剩余的数据
    result=deal_data()
    while oper_stack.peek()!=None:
        result=deal_data()

    print("计算的结果为：33[31;1m%s33[0m"%result)