【Python】使用正则表达式实现计算器练习

已知有以下这样一个不太友好的公式：

1 - 2 * ( (60-30 +(-9-2-5-2*3-5/3-40*4/2-3/5+6*3) * (-9-2-5-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )

我们使用正则表达式的基础来练习，将此结果计算出来。

代码如下：

 #!/usr/bin/env python
 # -*- coding:utf-8 -*-

 import re
 import functools

 def minus_operator_handler(formula):
     '''处理一些特殊的减号运算'''
     minus_operators = re.split("-",formula)
     calc_list = re.findall("[0-9]",formula)
     if minus_operators[0] == '':    # 第一个值肯定是负号
         calc_list[0] = '-%s' % calc_list[0]
     result = functools.reduce(lambda x,y: float(x) - float(y),calc_list)
     print(" - [%s] of result is : " % formula, result )
     return result

 def handle_minus_in_list(operator_list,calc_list):
     '''
     有的时候把算术符和值分开后,会出现这种情况  ['-', '-', '-'] [' ', '14969037.996825399 ', ' ', '12.0/ 10.0 ']
     这需要把第2个列表中的空格都变成负号并与其后面的值拼起来
     '''
     for index,item in enumerate(calc_list):
         if item == '':
             calc_list[index+1] = item + calc_list[index+1].strip()

 def compute_mutiply_and_dividend(formula):
     '''计算乘除的内容，这里传进来的是字符串'''
     # 找出所有带*、/符号的内容
     operators = re.findall("[*/]",formula)
     # 以*、/为分隔符，取出所有排除掉*、/的内容
     calc_list = re.split("[*/]",formula)
     # 结果初始化未None
     result = None
     # 遍历显示数组中的索引号（index）、内容（i)
     for index,i in enumerate(calc_list):
         if result:    # 代表不是第一次循环
             if operators[index-1] == "*":
                 result *= float(i)
             elif operators[index-1] == "/":
                 result /= float(i)
         else:
             result = float(i)
     print("[%s] of result is : " %formula, result)
     return result

 def handle_special_occactions(plus_and_minus_operators,multiply_and_dividend):
     '''有时会出现这种情况 , ['-', '-'] ['1 ', ' 2 * ', '14969036.7968254'],2*...后面这段实际是 2*-14969036.7968254,需要特别处理下'''
     # 遍历显示数组multiply_and_dividend中的索引号（index）、内容（i)
     for index,i in enumerate(multiply_and_dividend):
         # 清除空格、空白
         i = i.strip()
         # 如果 内容的结尾是*、/
         if i.endswith("*") or i.endswith("/"):
             multiply_and_dividend[index] = multiply_and_dividend[index] + plus_and_minus_operators[index] + multiply_and_dividend[index+1]
             del multiply_and_dividend[index+1]
             del plus_and_minus_operators[index]
     return plus_and_minus_operators,multiply_and_dividend

 def remove_addsubtract(formula):
     '''将加减组合的符号替换成合并后的符号'''
     formula = formula.replace("++","+")
     formula = formula.replace("--","+")
     formula = formula.replace("+-","-")
     formula = formula.replace("-+","-")
     formula = formula.replace("- -","+")
     return formula

 def compute(formula):
     '''这里计算不带括号的内容'''
     # 去掉外层的括号
     formula = formula.strip("()")    # strip是去除的函数
     # 将加减组合的符号替换成合并后的符号
     formula = remove_addsubtract(formula)
     # 找出替换后剩余的所有带+、-符号的内容
     plus_and_minus_operators = re.findall("[+-]",formula)
     # 以+、-为分隔符，取出所有排除掉+、-的内容，即取出所有*/的内容
     multiply_and_dividend = re.split("[+-]",formula)
     if len(multiply_and_dividend[0].strip()) == 0:    # 代表这肯定是个减号
         multiply_and_dividend[1] = plus_and_minus_operators[0] + multiply_and_dividend[1]
         del multiply_and_dividend[0]
         del plus_and_minus_operators[0]
     plus_and_minus_operators,multiply_and_dividend = handle_special_occactions(plus_and_minus_operators,multiply_and_dividend)
     # 遍历显示数组multiply_and_dividend中的索引号（index）、内容（i)
     for index,i in enumerate(multiply_and_dividend):
         if re.search("[*/]",i):
             calc_inside_result = compute_mutiply_and_dividend(i)
             multiply_and_dividend[index] = calc_inside_result

     '''开始运算+、-'''
     print(multiply_and_dividend,plus_and_minus_operators)
     total_result = None    # 初始化total_result
     # 遍历显示数组multiply_and_dividend中的索引号（index）、内容（item)
     for index,item in enumerate(multiply_and_dividend):
         if total_result:    # 代表不是第一次循环
             if plus_and_minus_operators[index-1] == "+":
                 total_result += float(item)
             elif plus_and_minus_operators[index-1] == "-":
                 total_result -= float(item)
         else:
             total_result = float(item)
     print("[%s] of result is : " %formula,total_result)
     return total_result

 def calc(formula):
     '''计算程序主入口, 主要逻辑是先计算括号里的值,算出来后再算乘除,再算加减'''
     #给括号的状态设置初始值，假定括号存在
     parenthesis_flag = True
     #初始化运算结果为None,还没开始运算
     calc_result = None
     while parenthesis_flag:
         #找到最里面一层的括号。正则表达式：（）中间没有（）的所有字符
         inside = re.search("\([^()]*\)",formula)
         if inside:
             # 先计算括号里面的值
             calc_inside_result = compute(inside.group())
             formula = formula.replace(inside.group(),str(calc_inside_result))
         else:
             print('\033[41;1m~~~没括号了~~~\033[0m')
             print('The End Result is : ',compute(formula))
             # 公式中的括号都被剔除了
             parenthesis_flag = False

 #程序的入口
 if __name__ == '__main__':
     result = calc("1 - 2 * ( (60-30 +(-9-2-5-2*3-5/3-40*4/2-3/5+6*3) * (-9-2-5-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )")