面向对象程序设计_Task5_Calculator1.5.0

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 Scan::ToStringQueue(string input)
    {
    queue 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& getDigitStack();
    bool isOperator(string s);
    bool isDigit(string s);
    void toPostfixExpression(queue q);
    void calculatingExpression(queue q, bool is_Exceed10);
    private:
    int priority[128]; // 存储运算符的优先级
    stack cacheStack; // 缓存栈
    stack operatorStack; // 操作符栈，包括"+", "-", "*", "/", "(", ")"
    stack digitStack; // 数字栈，包括处理与运算过程
    };

    Calculation.cpp

    void Calculation::calculatingExpression(queue 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 q, bool isExceed10);
    private:
    Scan *sc;
    Calculation *ca;
    };

    print.cpp

    include "Print.h"

    include

    include

    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

include

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= =

Task5_test

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= =

Task5_框架图

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

posted @ 2016-05-10 21:31  酒晓语令  阅读(188)  评论(6)    收藏  举报