面向对象程序设计_Task5

The 3rd part of the Calculator program _ FILE I/O

题目链接：第五次作业（计算器第三步）

github链接：Calculator_1.5.0 第五次作业

第三部分，开篇最想说的是，不知不觉进化到version1.5.0了(hhh~)

言归正传，这篇随笔有需要说明的一点是，由于在修改第四次作业的中途发布了第五次作业，所以这篇也会是上一次博客随笔面向对象程序设计_Task4_Calculator1.1的延续(评论中的下回分解hhh~)

So，在下文的代码前后，会结合第四、第五次作业的感受一起瞎掰。

以上。

Part 1

第五次作业代码方面的要求较之前相比，多了一个对文件读写的支持，且表达式自带等号。第二个问题很好解决，至于第一个，在对文件的读写有大致的了解之后也不是难题。

另外，用图形的方式描述整个项目的框架，即各个类之间的调用关系。

一脸懵逼.jpg

这是要用UML(Unified Modeling Language, 统一建模语言)的意思吗(貌似之前学JAVA过程中听过这个东西，类图用例图对象图各种图orz...)？

管他是不是，反正用了准没错= =，之后懵逼的去百度类图，还是没搞怎么明白，不过也大致画出了一点框架

下面，附上心得体会和代码实现...

Part 2

那么，依次对不同类进行分析，首先是：

Scan类：

在Scan类中，唯一的改变是ToStringQueue函数，针对第五次作业在表达式后自带等号的情况，所取得的表达式长度应为实际长度-1

Scan.cpp

  queue<string> Scan::ToStringQueue(string input)

  {

      queue<string> q;     // q即为最后所要return的队列，用于保存input表达式中的数字和符号

      string res = "";     // res为扫描input表达式时用于临时存储的字符串

      string strArr[N];     // strArr为扫描input表达式时用于存储数字和符号的string数组

      int len = input.length() - 1; // 省略最后的等号'='

      int cnt = 0;     // 作为strArr的下标记录已完成提取的数字和符号的个数

      for (int i = 0; i < len; i++)

      {

          if ((input[i] >= '0' && input[i] <= '9') || input[i] == '.')

          {

              res += input[i];     // 若是数字或 '.' 则添加到临时存储器res里，

              if (i == len - 1)     // 若已完成扫描

              {

                  strArr[cnt++] = res;

                  break;

              }

              continue;     // 继续判断下一元素

          }

          else

          {

              if (i == 0 && res.empty())     // 若第一个元素为‘-’

              {

                  res += input[i];

                  continue;

              }

              if (!res.empty())     // res非空表示此时res中缓存着一个数字 或 第一个元素为 '-'

              {

                  strArr[cnt++] = res;

              }

              res = "";     // res置空

              strArr[cnt++] = res + input[i];     // 将不是数字或 "." 的元素（即符号元素）添加到strArr中

          }

      }

      for (int i =0; i < cnt; i++)     // 将strArr中各个元素添加到q队列中

      {

          if (strArr[i].length() > 10)

          {

              setIsExceed10(true);     // 存在大于10位数的数字

          }

          q.push(strArr[i]);

      }

  	return q;

  }

接下来则是：

Calculation类：

这个类是有颇多的改动，其一是改变了栈中提取出来的操作数的类型，由int转为double，防止小数部分的截断以至于WA;

其二则是对类成员的封装保护，将几个成员变量定义为private，并为其中一些变量提供了getter和setter方法；

其三是在重复利用stringstream对象时，除了.clear()，还进行了.str("")操作；

其四是将多个if-else语句简化为switch-case语句，优化、美观；

最后，则是digitStack的改动，由stack换成了stack，处理上，简单的还真不是一星半点...orz...减少了stringstream流的使用频率，也缩减了代码量。

calculation.h

  const int SIZE = 250;     // 表达式的最大长度（即q.size() <= SIZE)

  class Calculation

  {

  public:

      Calculation(void);

      ~Calculation(void);

      void setPriorityLevel();

      stack<double>& getDigitStack();

      bool isOperator(string s);

      bool isDigit(string s);

      void toPostfixExpression(queue<string> q);

      void calculatingExpression(queue<string> q, bool is_Exceed10);

  private:

      int priority[128];     // 存储运算符的优先级

      stack<string> cacheStack;     // 缓存栈

      stack<string> operatorStack;     // 操作符栈，包括"+", "-", "*", "/", "(", ")"

      stack<double> digitStack;     // 数字栈，包括处理与运算过程

  };

*Calculation.cpp*

	void Calculation::calculatingExpression(queue<string> q, bool is_Exceed10)

	{

	    if (is_Exceed10)     // 若超过10位数的数字存在为真

	    {

	        cout << "Input error !  Not exceeding 10 digits expected! " << endl;

	        return;

	    }

		toPostfixExpression(q);     // 将中缀表达式转换为后缀表达式

	    /**********计算部分***********/

	    string postfixExp[SIZE];     // 由于计算时需对缓存栈从栈底到栈顶的逐一扫描，故用string数组进行遍历操作

	    int expLen = 0;

	    while (!cacheStack.empty())

	    {

	        postfixExp[expLen++] = cacheStack.top();

	        cacheStack.pop();

	    }

	    stringstream str_stream;     // 用stringstream流进行string和double的格式转换

	    double res = 0;     // res用于临时存储，push进数字栈

	    double rightNum = 0;     // 右操作数

	    double leftNum = 0;     // 左操作数

	    for (int i = expLen - 1; i >= 0; i--)

	    {

	        if (isDigit(postfixExp[i]))     // 若该元素为数字，则直接入数字栈digitStack

	        {

	            str_stream << postfixExp[i];     // 格式转换：string->double

	            str_stream >> res;

	            digitStack.push(res);

	            str_stream.clear();     // stringstream流的清空，以便重复利用

	            str_stream.str("");

	        }

	        else if (isOperator(postfixExp[i]))     // 若该元素为运算符，则弹出数字栈的两个数进行相应的运算并将结果push进数字栈

	        {

	            if (!digitStack.empty())

	            {

	                rightNum = digitStack.top();

	                digitStack.pop();

	            }

	            if (!digitStack.empty())

	            {

	                leftNum = digitStack.top();

	                digitStack.pop();

	            }

	            switch (postfixExp[i][0])     // 对应加法、减法、乘法、除法运算

	            {

	            case '+':

	                digitStack.push(leftNum + rightNum);

	                break;

	            case '-':

	                digitStack.push(leftNum - rightNum);

	                break;

	            case '*':

	                digitStack.push(leftNum * rightNum);

	                break;

	            case '/':

	                digitStack.push(leftNum / rightNum);

	                break;

	            default:

	                break;

	            }

	        }

	    }

	}

最后的就是第五次作业的主体：

Print类：

作业要求：所有关于输出的代码，都写在Print类里面

相较之前，这次几乎将所有的输出都放在了Print类，而且这次作业的一个很大的改进是，终于想到在类的构造函数和析构函数里面写点东西了→_→

而且，在一段纠结是否要重载PrintResult函数的时间之后，还是选用了不同的输出函数处理，更便于理解（理解万岁~）

这里还有要说到的就是文件的读写，我用的是fstream文件流来操作，（文件流参考博客），用file_read和file_write关联两个文件，循环从输入文件开头读到文件尾，一次读取一个表达式并将表达式的值输出到输出文件内。

print.h
```
  class Print

  {

  public:

      Print(void);

      ~Print(void);

      void printError();

      void printResult(string input);

      void printResult_a(string input);

      void printResult_f(string inputAddr, string outputAddr);

      void printQueue(queue<string> q, bool isExceed10);

  private:

      Scan *sc;

      Calculation *ca;

  };
```

*print.cpp*

	#include "Print.h"

	#include <iostream>

	#include <fstream>

	Print::Print(void)     // 在构造函数中初始化 *sc 和 *ca

	{

	    sc = new Scan();

	    ca = new Calculation();

	}

	Print::~Print(void)     // 在析构函数中释放

	{

	    delete sc;

	    sc = NULL;

	    delete ca;

	    ca = NULL;

	}

	void Print::printError()

	{

	    cout << "Input error!" << endl;

	}

	/*************************************************

	    Description: 针对命令行参数为 表达式 的输出

	    Input: string input: 待计算的表达式

	    Output: 表达式的值

	*************************************************/

	void Print::printResult(string input)

	{

	    ca->calculatingExpression(sc->ToStringQueue(input), sc->getIsExceed10());

	    cout << ca->getDigitStack().top() << endl;

	    ca->getDigitStack().pop();

	}

	/*************************************************

	    Description: 针对命令行参数为 "-a"和表达式 的输出

	    Input: string input: 待计算的表达式

	    Output: 表达式及表达式的值

	*************************************************/

	void Print::printResult_a(string input)

	{

	    cout << input << " ";

	    ca->calculatingExpression(sc->ToStringQueue(input), sc->getIsExceed10());

	    cout << ca->getDigitStack().top() << endl;

	    ca->getDigitStack().pop();

	}

	/*************************************************

	    Description: 针对命令行参数为 "-f"和输入、输出文件地址 的输出

	    Input: string inputAddr: 即读取的文件地址

	              string outputAddr: 即写入的文件地址

	*************************************************/

	void Print::printResult_f(string inputAddr, string outputAddr)

	{

	    string input;

	    fstream file_read(inputAddr);

	    fstream file_write(outputAddr, ios::out);

	    while (!file_read.eof())

	    {

	        file_read >> input;

	        ca->calculatingExpression(sc->ToStringQueue(input), sc->getIsExceed10());

	        file_write << input  << " " << ca->getDigitStack().top() << "\n";

	        ca->getDigitStack().pop();

	    }

	    file_read.close();

	    file_write.close();

	}

Part 3

下面则是main函数的实战部分，由于将输出部分移到了Print类，故main函数只需对传进的命令行参数进行判断即可（依旧用了strcmp...），针对不同输入格式调用Print类的不同方法。

main.cpp

#include "Print.h"

#include <iostream>

#include <cstring>

using namespace std;

/*************************************************

    Description: 接收表达式的输入并求值

    Input: int argc: 命令行参数个数

              char *argv[] : 实际传入的命令行参数

    Return: 若正常结束，则返回0

*************************************************/

int main(int argc, char *argv[])

{

	Print *pr = new Print();

    if (argc == 2)     // 对传入的参数只有表达式的处理，调用Print类对应的PrintResult方法输出

	{

		pr->printResult(argv[1]);

	}

    else if (!strcmp(argv[1], "-a") && argc == 3)     // 对传入的参数为"-a"的处理，调用Print类对应的PrintResult_a方法输出

    {

		pr->printResult_a(argv[2]);

    }

    else if (!strcmp(argv[1], "-f") && argc == 4)     // 对传入的参数为"-f"的处理，调用Print类对应的PrintResult_f方法输出

    {

		pr->printResult_f(argv[2], argv[3]);

    }

	else

	{

		pr->printError();

	}

//   system("pause");

    return 0;

}

然后附上实战结果= =

Part 4

最后，则是框架图...模仿着加上几个类和清一色的几个箭头----------→→→→欧啦= =

Part 5

胡乱讲了一大堆导致篇幅有点长，感觉自己的代码还是有很多提升的空间的，比如Scan类的ToStringQueue方法可以改进，而且初始化也是一个需要注意的点，再加上对构造、析构函数的运用，函数的重载等等。

期待指点，期待vision 1.6.0的到来(hhh~)

参考资料：

The End