初版python计算器

作业：

使用正则表达式实现计算器功能。

实现：

1、实现带括号的计算

2、实现指数、加减乘除求余等功能

先看运行结果：

 请输入您的计算式： 1 - 2 * ( (60-30 +(-40.0/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )
 第 1 选取的（）为: ★(-40.0/5)★
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★40.0/5★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★-8.0★
 第 1 选取的（）计算结果为: ★-8.0★
 新的表达式为： 1-2*((60-30-8.0*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2))
 第 2 选取的（）为: ★(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14)★
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★2*5★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★9-10.0/3+7/3*99/4*2998+10*568/14★
      选取 乘除 运算第 2 运算式为：★10.0/3★
      乘除 运算第 2 运算式的结果为: ★9-3.3333+7/3*99/4*2998+10*568/14★
      选取 乘除 运算第 3 运算式为：★7/3★
      乘除 运算第 3 运算式的结果为: ★9-3.3333+2.3333*99/4*2998+10*568/14★
      选取 乘除 运算第 4 运算式为：★2.3333*99★
      乘除 运算第 4 运算式的结果为: ★9-3.3333+230.9967/4*2998+10*568/14★
      选取 乘除 运算第 5 运算式为：★230.9967/4★
      乘除 运算第 5 运算式的结果为: ★9-3.3333+57.7491*2998+10*568/14★
      选取 乘除 运算第 6 运算式为：★57.7491*2998★
      乘除 运算第 6 运算式的结果为: ★9-3.3333+173131.8018+10*568/14★
      选取 乘除 运算第 7 运算式为：★10*568★
      乘除 运算第 7 运算式的结果为: ★9-3.3333+173131.8018+5680.0/14★
      选取 乘除 运算第 8 运算式为：★5680.0/14★
      乘除 运算第 8 运算式的结果为: ★9-3.3333+173131.8018+405.7142★
      选取 加减 运算第 1 运算式为：★9-3.3333★
      加减 运算第 1 运算式的结果为: ★5.6667+173131.8018+405.7142★
      选取 加减 运算第 2 运算式为：★5.6667+173131.8018★
      加减 运算第 2 运算式的结果为: ★173137.4685+405.7142★
      选取 加减 运算第 3 运算式为：★173137.4685+405.7142★
      加减 运算第 3 运算式的结果为: ★173543.1826★
 第 2 选取的（）计算结果为: ★173543.1826★
 新的表达式为： 1-2*((60-30-8.0*173543.1826)-(-4*3)/(16-3*2))
 第 3 选取的（）为: ★(60-30-8.0*173543.1826)★
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★8.0*173543.1826★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★60-30-1388345.4608★
      选取 加减 运算第 1 运算式为：★60-30★
      加减 运算第 1 运算式的结果为: ★30.0-1388345.4608★
      选取 加减 运算第 2 运算式为：★30.0-1388345.4608★
      加减 运算第 2 运算式的结果为: ★-1388315.4608★
 第 3 选取的（）计算结果为: ★-1388315.4608★
 新的表达式为： 1-2*(-1388315.4608-(-4*3)/(16-3*2))
 第 4 选取的（）为: ★(-4*3)★
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★4*3★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★-12.0★
 第 4 选取的（）计算结果为: ★-12.0★
 新的表达式为： 1-2*(-1388315.4608+12.0/(16-3*2))
 第 5 选取的（）为: ★(16-3*2)★
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★3*2★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★16-6.0★
      选取 加减 运算第 1 运算式为：★16-6.0★
      加减 运算第 1 运算式的结果为: ★10.0★
 第 5 选取的（）计算结果为: ★10.0★
 新的表达式为： 1-2*(-1388315.4608+12.0/10.0)
 第 6 选取的（）为: ★(-1388315.4608+12.0/10.0)★
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★12.0/10.0★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★-1388315.4608+1.2★
      选取 加减 运算第 1 运算式为：★-1388315.4608+1.2★
      加减 运算第 1 运算式的结果为: ★-1388314.2608★
 第 6 选取的（）计算结果为: ★-1388314.2608★
 新的表达式为： 1-2*-1388314.2608
 ()选择结束，执行如上最后计算式
      选取 乘除 运算第 1 运算式为：★2*-1388314.2608★
      乘除 运算第 1 运算式的结果为: ★1+2776628.5216★
      选取 加减 运算第 1 运算式为：★1+2776628.5216★
      加减 运算第 1 运算式的结果为: ★2776629.5216★
 最后的计算结果为： ★2776629.5216★

运行结果

大致思路：

1、匹配模块：

循环匹配最内部括号，匹配后计算结果并替换原字符串

2、计算模块：

循环匹配乘除运算、匹配后计算结果并替换

循环匹配加减运算、匹配后计算结果并替换

3、里面有很多细节要注意如：

检测非法输入、保留四位小数、-号的处理原则等。

源码如下：

 import re
 welcome = '''
 -------------------------------------
     welcome to the counter of lmh
 -------------------------------------
 '''
 def format_s(x): #格式化输出
     x = re.sub(r'\s+','',x)
     x = re.sub(r'\++|\-\-',r'+',x)
     x = re.sub(r'\-\+|\+\-',r'-',x)
     x = re.sub(r'\.+',r'.',x)
     while True:
         x1 = re.search(r'\d+\.\d{5}',x)
         if x1 == None:
             break
         else:
             x2 = re.search(r'\d+\.\d{4}',x1.group())
             x = re.sub(r'\d+\.\d{5,}',x2.group(),x,1)
     return x
 
 def islegal(x): #判断输入是否合法
     global flag
     flag = 0
     ret0 = re.search('\.\d+\..*',x)
     ret = re.sub(r'\d|\+|\-|\*|\/|\(|\)|\s+|\.+','',x)
     if ret0 ==None and ret == '':
         pass
     else:
         print('您的输入不合法请重新输入')
         flag = 1
 
 def cal_num(x):   #二元计算式算法,x为需要处理的二元字符串
     ss = re.search('\D',x)
     if ss == None:
         return x
     else:
         s1 = float(re.search('^\-*\d+\.?\d*',x).group()) #选取元素x
         s2 = float(re.search('\-*\d+\.?\d*$',x).group()) #选取元素y
         sb = re.search(r'\*',x)  #匹配二元计算式是否包含元素*
         sb2 = re.search(r'/',x)  #匹配二元计算式是否包含元素/
         sb3 = re.search(r'\+',x) #匹配二元计算式是否包含是否元素+,前面已经格式化。有+号代表选取的二元计算式只能是+法运算
         sb4 = re.search('\-*\d+\.?\d*\-\-*\d+\.?\d*',x) #选取元素- 注意：第一个元素可能有负号，因此需要选取左右都为数字的
         if sb != None:
             s4 = float(s1) * float(s2)
         elif sb2 != None:
             s4 = float(s1) / float(s2)
         elif sb3 != None:
             s4 = float(s1) + float(s2)
         elif sb4 != None:
             s4 = float(s1) + float(s2)
         else:
             s4 = float(s1)
         s5 = str(s4)
         return s5
 
 def cal_select(p):#先乘除后加减方法
     d = '乘除'
     first = re.compile(r'\d+\.*\d*\*\-*\d+\.*\d*|\d+\.*\d*/\-*\d+\.*\d*')#匹配*号或者/前面的数字和后面的数字。注意：前面不匹配-号，后面需要匹配-号
     second = re.compile(r'\-*\d+\.*\d*\+\-*\d+\.*\d*|\-*\d+\.*\d*\-\-*\d+\.*\d*')#匹配+号前面的数字和后面的数字。注意：前面匹配-号，后面也需要匹配-号
     def cir(x):
         i = 1
         while True:
             nonlocal p
             s0 = x.search(p)  #选取第一个2元计算式
             if s0 == None:
                 break
             s0 = s0.group()
             print('     选取 %s 运算第 %s 运算式为：★%s★'%(d,i,s0))
             p = re.sub(x, cal_num(s0), p,count=1)
             p = format_s(p)
             print('     %s 运算第 %s 运算式的结果为: ★%s★'%(d,i,p))
             i += 1
     cir(first)
     d = '加减'
     cir(second)
     p = format_s(p)
     return p
 
 while True:#判断输入合法性
     print(welcome)
     s = input(r'请输入您的计算式： ')
     islegal(s)
     if flag == 1:
         continue
     else:
         break
 s = format_s(s)
 
 i=1
 while True:#依次匹配最内部()
     find_parentheses = re.compile(r'\([^()]*\)')  #匹配最内部（..）方法
     clear_parentheses = re.compile('\(|\)')        #只匹配（）方法
     ret = find_parentheses.search(s) #匹配字符串s最内部括号
     if ret == None:
         break
     s0 = clear_parentheses.sub('',ret.group())  #取消字符串s最内部括号,保留内部计算式s0
     print('第 %s 选取的（）为: ★%s★'%(i,ret.group()))
     s5 = cal_select(s0) #计算s0结果
     print('第 %s 选取的（）计算结果为: ★%s★'%(i,s5))
     s = re.sub(find_parentheses,s5,s,count=1) #替换在s字符串中替换so
     s = format_s(s) #刷新格式
     print('新的表达式为： %s'%s)
     i += 1
 
 print('()选择结束，执行如上最后计算式')
 s = cal_select(s)
 print('最后的计算结果为： ★%s★'%s)

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