20194103李瑞章实验二

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20192423 2019-2020-2 《Python程序设计》实验二报告

课程：《Python程序设计》

班级： 1941

姓名： 李瑞章

学号：20194103

实验教师：王志强

实验日期：2020年7月1日

必修/选修： 公选课

1.实验内容

（一）实验内容

设计并完成一个完整的应用程序，完成加减乘除模等运算，功能多多益善。

考核基本语法、判定语句、循环语句、逻辑运算等知识点

2. 实验过程及结果

执行流程如下：
 请计算表达式： 1 - 2 * ( (60-30 +(-40.0/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2）
before： ['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=-8.0
after： ['1-2*((60-30+-8.0*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))']
========== 上一次计算结束 ==========
before： ['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=173545.880953
after： ['1-2*((60-30+-8.0*173545.880953)-(-4*3)/(16-3*2))']
========== 上一次计算结束 ==========
before： ['1-2*((60-30+-8.0*173545.880953)-(-4*3)/(16-3*2))']
60-30+-8.0*173545.880953=-1388337.04762
after： ['1-2*(-1388337.04762-(-4*3)/(16-3*2))']
========== 上一次计算结束 ==========
before： ['1-2*(-1388337.04762-(-4*3)/(16-3*2))']
-4*3=-12.0
after： ['1-2*(-1388337.04762--12.0/(16-3*2))']
========== 上一次计算结束 ==========
before： ['1-2*(-1388337.04762--12.0/(16-3*2))']
16-3*2=10.0
after： ['1-2*(-1388337.04762--12.0/10.0)']
========== 上一次计算结束 ==========
before： ['1-2*(-1388337.04762--12.0/10.0)']
-1388337.04762--12.0/10.0=-1388335.84762
after： ['1-2*-1388335.84762']
========== 上一次计算结束 ==========
我的计算结果： 2776672.69524
'''

import re,os,sys

def compute_exponent(arg):
""" 操作指数
:param expression:表达式
:return:计算结果
"""

val = arg[0]
pattern = re.compile(r'd+.?d*[*]{2}[+-]?d+.?d*')
mch = pattern.search(val)
if not mch:
return
content = pattern.search(val).group()

if len(content.split('**'))>1:
n1, n2 = content.split('**')
value = float(n1) ** float(n2)
else:
pass

before, after = pattern.split(val, 1)
new_str = "%s%s%s" % (before,value,after)
arg[0] = new_str
compute_exponent(arg)

def compute_mul_div(arg):
""" 操作乘除
:param expression:表达式
:return:计算结果
"""

val = arg[0]
pattern = re.compile(r'd+.?d*[*/\%//]+[+-]?d+.*d*')
mch = pattern.search(val)
if not mch:
return
content = pattern.search(val).group()

if len(content.split('*'))>1:
n1, n2 = content.split('*')
value = float(n1) * float(n2)
elif len(content.split('//'))>1:
n1, n2 = content.split('//')
value = float(n1) // float(n2)
elif len(content.split('%'))>1:
n1, n2 = content.split('%')
value = float(n1) % float(n2)
elif len(content.split('/'))>1:
n1, n2 = content.split('/')
value = float(n1) / float(n2)
else:
pass

before, after = pattern.split(val, 1)
new_str = "%s%s%s" % (before,value,after)
arg[0] = new_str
compute_mul_div(arg)

def compute_add_sub(arg):
""" 操作加减
:param expression:表达式
:return:计算结果
"""
while True:
if arg[0].__contains__('+-') or arg[0].__contains__("++") or arg[0].__contains__('-+') or arg[0].__contains__("--"):
arg[0] = arg[0].replace('+-','-')
arg[0] = arg[0].replace('++','+')
arg[0] = arg[0].replace('-+','-')
arg[0] = arg[0].replace('--','+')
else:
break

if arg[0].startswith('-'):

arg[1] += 1
arg[0] = arg[0].replace('-','&')
arg[0] = arg[0].replace('+','-')
arg[0] = arg[0].replace('&','+')
arg[0] = arg[0][1:]
val = arg[0]

pattern = re.compile(r'd+.?d*[+-]{1}d+.?d*')
mch = pattern.search(val)
if not mch:
return
content = pattern.search(val).group()
if len(content.split('+'))>1:
n1, n2 = content.split('+')
value = float(n1) + float(n2)
else:
n1, n2 = content.split('-')
value = float(n1) - float(n2)

before, after = pattern.split(val, 1)
new_str = "%s%s%s" % (before,value,after)
arg[0] = new_str
compute_add_sub(arg)

def compute(expression):
""" 操作加减乘除
:param expression:表达式
:return:计算结果
"""
inp = [expression,0]

# 处理表达式中的指数
compute_exponent(inp)

# 处理表达式中的乘除求余等
compute_mul_div(inp)

# 处理表达式的加减
compute_add_sub(inp)
if divmod(inp[1],2)[1] == 1:
result = float(inp[0])
result = result * -1
else:
result = float(inp[0])
return result

def exec_bracket(expression):
""" 递归处理括号，并计算
:param expression: 表达式
:return:最终计算结果
"""
pattern = re.compile(r'(([+-*/\%//**]*d+.*d*){2,})')
# 如果表达式中已经没有括号，则直接调用负责计算的函数，将表达式结果返回，如：2*1-82+444
#if not re.search('(([+-*/]*d+.*d*){2,})', expression):
if not pattern.search(expression):
final = compute(expression)
return final
# 获取 第一个 只含有 数字/小数 和 操作符 的括号
# 如：
# ['1-2*((60-30+(-40.0/5)*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))']
# 找出：(-40.0/5)
content = pattern.search(expression).group()

# 分割表达式，即：
# 将['1-2*((60-30+(-40.0/5)*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))']
# 分割更三部分：['1-2*((60-30+( (-40.0/5) *(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))']
before, nothing, after = pattern.split(expression, 1)

print('before:',expression)
content = content[1:len(content)-1]

# 计算，提取的表示 (-40.0/5)，并活的结果，即：-40.0/5=-8.0
ret = compute(content)

print('%s=%s' %( content, ret))

# 将执行结果拼接，['1-2*((60-30+( -8.0 *(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))']
expression = "%s%s%s" %(before, ret, after)
print('after:',expression)
print("="*10,'previous result is',"="*10)

# 循环继续下次括号处理操作，本次携带者的是已被处理后的表达式，即：
# ['1-2*((60-30+ -8.0 *(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))']

# 如此周而复始的操作，直到表达式中不再含有括号
return exec_bracket(expression)

# 使用 __name__ 的目的：
# 只有执行 python index.py 时，以下代码才执行
# 如果其他人导入该模块，以下代码不执行
if __name__ == "__main__":
flag = True

os.system('clear') ###清屏###

print(' ================================================================')
print('33[33m 欢迎使用计算器 ：33[0m')
print(' ================================================================')

while flag:
calculate_input = raw_input('33[32m请输入计算的表达式 | (退出:q)33[0m')
calculate_input = re.sub('s*','',calculate_input)
if len(calculate_input) == 0:
continue
elif calculate_input == 'q':
sys.exit('退出程序')
elif re.search('[^0-9.-+*/\%//**()]',calculate_input):
print('33[31m 输入错误，请重新输入!!!33[0m')
else:
result = exec_bracket(calculate_input)
print('the expression result is %s' % result)