20192308王泽荣python实验二报告

20192308 2022-2022-2 《Python程序设计》实验二报告

课程：《Python程序设计》
班级： 1923
姓名： 王泽荣
学号：20192308
实验教师：王志强
实验日期：2022年3月31日
必修/选修： 公选课

1.实验内容

• 设计并完成一个完整的应用程序，完成加减乘除模等运算，功能多多益善。

• 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

   #两数运算
   import re

def calculate(n1, n2, operator):

   '''
   :param n1: float
   :param n2: float
   :param operator: + - * /
   :return: float
   '''
   result = 0
   if operator == "+":
       result = n1 + n2
   if operator == "-":
       result = n1 - n2
   if operator == "*":
       result = n1 * n2
   if operator == "/":
       result = n1 / n2
   return result


# 判断是否是运算符，如果是返回True
def is_operator(e):
   '''
   :param e: str
   :return: bool
   '''
   opers = ['+', '-', '*', '/', '(', ')']
   return True if e in opers else False


# 将算式处理成列表，解决横杠是负数还是减号的问题
def formula_format(formula):
   # 去掉算式中的空格
   formula = re.sub(' ', '', formula)
   # 以 '横杠数字' 分割， 其中正则表达式：(\-\d+\.?\d*) 括号内：
   # \- 表示匹配横杠开头； \d+ 表示匹配数字1次或多次；\.?表示匹配小数点0次或1次;\d*表示匹配数字1次或多次。
   formula_list = [i for i in re.split('(\-\d+\.?\d*)', formula) if i]

   # 最终的算式列表
   final_formula = []
   for item in formula_list:
       # 第一个是以横杠开头的数字（包括小数）final_formula。即第一个是负数，横杠就不是减号
       if len(final_formula) == 0 and re.search('^\-\d+\.?\d*$', item):
           final_formula.append(item)
           continue

       if len(final_formula) > 0:
           # 如果final_formal最后一个元素是运算符['+', '-', '*', '/', '('], 则横杠数字不是负数
           if re.search('[\+\-\*\/\(]$', final_formula[-1]):
               final_formula.append(item)
               continue
       # 按照运算符分割开
       item_split = [i for i in re.split('([\+\-\*\/\(\)])', item) if i]
       final_formula += item_split
   return final_formula


def decision(tail_op, now_op):
   '''
   :param tail_op: 运算符栈的最后一个运算符
   :param now_op: 从算式列表取出的当前运算符
   :return: 1 代表弹栈运算，0 代表弹运算符栈最后一个元素， -1 表示入栈
   '''
   # 定义4种运算符级别
   rate1 = ['+', '-']
   rate2 = ['*', '/']
   rate3 = ['(']
   rate4 = [')']

   if tail_op in rate1:
       if now_op in rate2 or now_op in rate3:
           # 说明连续两个运算优先级不一样，需要入栈
           return -1
       else:
           return 1

   elif tail_op in rate2:
       if now_op in rate3:
           return -1
       else:
           return 1

   elif tail_op in rate3:
       if now_op in rate4:
           return 0   # ( 遇上 ) 需要弹出 (，丢掉 )
       else:
           return -1  # 只要栈顶元素为(，当前元素不是)都应入栈。
   else:
       return -1


def final_calc(formula_list):
   num_stack = []       # 数字栈
   op_stack = []        # 运算符栈
   for e in formula_list:
       operator = is_operator(e)
       if not operator:
           # 压入数字栈
           # 字符串转换为符点数
           num_stack.append(float(e))
       else:
           # 如果是运算符
           while True:
               # 如果运算符栈等于0无条件入栈
               if len(op_stack) == 0:
                   op_stack.append(e)
                   break

               # decision 函数做决策
               tag = decision(op_stack[-1], e)
               if tag == -1:
                   # 如果是-1压入运算符栈进入下一次循环
                   op_stack.append(e)
                   break
               elif tag == 0:
                   # 如果是0弹出运算符栈内最后一个(, 丢掉当前)，进入下一次循环
                   op_stack.pop()
                   break
               elif tag == 1:
                   # 如果是1弹出运算符栈内最后两个元素，弹出数字栈最后两位元素。
                   op = op_stack.pop()
                   num2 = num_stack.pop()
                   num1 = num_stack.pop()
                   # 执行计算
                   # 计算之后压入数字栈
                   num_stack.append(calculate(num1, num2, op))
   # 处理大循环结束后 数字栈和运算符栈中可能还有元素 的情况
   while len(op_stack) != 0:
       op = op_stack.pop()
       num2 = num_stack.pop()
       num1 = num_stack.pop()
       num_stack.append(calculate(num1, num2, op))

   return num_stack, op_stack

测试结果截图

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

• 正则表达式 re的学习
• 对于运算符的判断
• 出入栈

其他（感悟、思考等）

本次实验主要是计算器的制作，在编写过程中我收获了许多，加深了自己对python语言的理解程序设计是一个严谨的学科，要求我们认真对待每一行代码，每一个概念。在编写的过程中，注意清晰的思路，明确自己的目的，自己在做什么。我会继续努力，不断学习，保持进步