20183202 实验二《Python程序设计》实验报告
20183202 2019-2020-2 《Python程序设计》实验二报告
课程：《Python程序设计》
班级： 1842
姓名： 李思远
学号：20183202
实验教师：王志强
实验日期：2020年4月11日
必修/选修： 公选课
1.实验内容
（1）设计并完成一个完整的应用程序，完成加减乘除摸等运算，功能多多益善。
（2）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
2.1分析数学计算式，确定代码编写思路及步骤。
（1）对于一个计算式整体，先算括号里面的，再算括号外面的。
所以我们就可以确定，第一个步骤是将所有内层括号里面的算式找出来。
（2）括号里面应该是先算乘除法，然后再算加减法。
算出这些值，替换掉原来带括号的式子。再找带括号的式子，重复上述操作。直至式子中不含括号。
（3）最后再进行加减乘除运算
2.2编写代码
（1）导入re模块
（2）计算单个的乘除法
代码如下：
（3）计算单个的加减法
代码如下：
（4）计算加减乘除混合运算
代码如下：
(5)计算乘除法
代码如下：
（6）删除字符串中的空格
（7）处理符号问题
（8）进行计算的输入操作
在编写完成后，全部代码为：
'''
实验二：计算器设计
学号：20183202
姓名：李思远
'''
import re
def ind_mul(sz):
if '*' in sz: #计算单个的乘法
a,b = sz.split('*')
return str(float(a) * float(b))
elif '/' in sz: #计算单个的除法
a, b = sz.split('/')
return str(float(a) / float(b))
def add_sub(sz): #计算加减法
ret = re.findall('[+-]?\d+(?:\.\d+)?', sz) #利用正则表达式匹配算式中的带符号的每项数字,返回一个列表
sz_sum = 0
for i in ret:
sz_sum += float(i) #将列表中的每一项求和
return sz_sum
def cal(sz): #计算加减乘除混合运算
sz = mul_div(sz) #调用mul_div函数先计算乘除法
sz = signal_exp(sz) #调用format_exp处理计算时候的符号
exp_sum = add_sub(sz) #调用add_sub计算加减法
return exp_sum # float #返回计算结果
def mul_div(sz): #计算乘除法
while True:
ret = re.search('\d+(\.\d+)?[*/]-?\d+(\.\d+)?',sz) #利用正则表达式匹配乘或除法
if ret: #如果匹配到的话
atom_sz = ret.group() #将这个值拿出来
res = ind_mul(atom_sz) #调用上面个的atom_cal计算
sz = sz.replace(atom_sz,res) #将计算的结果把原来的算是替换掉
else:return sz #如果匹配不到的话说明乘除法计算完毕,返回计算结果
def main(sz):
sz = sz.replace(' ','') #删除字符串中的空格
while True:
ret = re.search('\([^()]+\)',sz) #匹配括号
if ret : #如果匹配到的话
inner_bracket = ret.group() #用group()将匹配到的括号内容取出来
res = str(cal(inner_bracket)) #调用cal()计算括号中的内容,将返回的结果转换成字符串
sz = sz.replace(inner_bracket,res) #将匹配到的括号中的内容用计算结果替换
sz = signal_exp(sz) #处理符号
else:break #直到没有括号跳出循环
return cal(sz) #将剩下的内容进行计算,然后返回
def signal_exp(sz): #处理符号的问题
sz = sz.replace('--','+')
sz = sz.replace('+-','-')
sz = sz.replace('-+','-')
sz = sz.replace('++','+')
return sz
s = str(input('请输入你要计算的式子：'))
ret = main(s)
print(ret)
运行结果如下：
1.输入算式1+2-3*4/6，结果如下：
2.输入算式：（20+3*2-1）/4,结果如下：
3.输入算式（1842+1852）*20-3/2,结果如下：
运行结果与计算器结果一致，则程序编写成功。
3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
- 问题1：数学计算式运算简单，且只包含加减乘除四则运算，但对于算式结构不知道如何拆分，对于将其编成代码没有头绪。
- 问题1解决方案：
1.找出一个复杂的，包含加减乘除运算的算式，逐步分析计算的解决方法，将计算步骤拆为从里向外的小括号计算，厘清思路。
2.在确定了宏观计算步骤后，结合编程语言的特性，再层层细化编程步骤。
3.编程遇到不确定的方法，尤其是在定义函数时不知道怎么编写，上网查阅了相关资料并与同学讨论。 - 问题2：编写代码时，对于定义函数，存在一些问题。
- 问题2解决方案：
1，通过重新看视频讲解，查阅参考书籍，与同学讨论后，解决了此问题。 - 问题3：编写代码后运行时频频报错。
-问题3解决方案：
1.起初使用python自带的IDLE编译器将代码逐行检查，但人工检查又难免漏掉一些错误，且IDLE不提示，运行时仍会报错。
2.后来下载安装使用了pyCharm中的debug功能，将代码中的错误找出后，重新编写。
-问题4：在最初编写程序时，想选择定义简单的四则运算函数，然后将其运用于式子的计算，但没有编译完成。
问题4解决方案：
1.加减乘除运算是人脑思维在计算式子时最常用的基本法则，但对于编程语言又是另一种截然不同的逻辑。在思考后舍弃了这种做法。
其他（感悟、思考等）
我的思考如下：
1.对于人脑思维与编程逻辑之间的关联性：
解决问题时的思维步骤与编程逻辑之间不同，但也存在一定的联系。所以在对于目标程序设计时，应先思考出解决问题的步骤，并且需要明确化，具体化。在对于编程没有思路时，可以仔细回想一下解决问题的步骤，然后将其向编程语言中的方法靠拢。
2.对于编译器的选择与使用：
频频报错的原因还主要是由于编写代码时的粗心大意，但可以在一定程度上借用软件的帮助。
参考资料
-
[《零基础学PYTHON》]
