飯否? 2022-06-07 00:45 采纳率: 100%
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已结题

用C语言设计一个简单的计算器

用C语言设计一个简单的计算器,要求能够对输入的数

a.进行+,-,*,/,运算;
b.可以带括号( );
c.不限定运算式的输入长度.

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  • 赵4老师 2022-06-07 10:15
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    啥叫“不限定运算式的输入长度”?万一长度是1TB咋办?
    仅供参考:

    #pragma warning(disable:4996)
    /*---------------------------------------
    函数型计算器(VC++6.0,Win32 Console)
    功能:
    目前提供了10多个常用数学函数:
    ⑴正弦sin
    ⑵余弦cos
    ⑶正切tan
    ⑷开平方sqrt
    ⑸反正弦arcsin
    ⑹反余弦arccos
    ⑺反正切arctan
    ⑻常用对数lg
    ⑼自然对数ln
    ⑽e指数exp
    ⑾乘幂函数^
    ⑿向上取整ceil
    ⒀向下取整floor
    ⒁四舍五入取整round
    ⒂取符号sign
    ⒃取绝对值abs
    用法:
    如果要求2的32次幂,可以打入2^32<回车>
    如果要求30度角的正切可键入tan(Pi/6)<回车>
    注意不能打入:tan(30)<Enter>
    如果要求1.23弧度的正弦,有几种方法都有效:
    sin(1.23)<Enter>
    sin 1.23 <Enter>
    sin1.23  <Enter>
    如果验证正余弦的平方和公式,可打入sin(1.23)^2+cos(1.23)^2 <Enter>或sin1.23^2+cos1.23^2 <Enter>
    此外两函数表达式连在一起,自动理解为相乘如:sin1.23cos0.77+cos1.23sin0.77就等价于sin(1.23)*cos(0.77)+cos(1.23)*sin(0.77)
    当然你还可以依据三角变换,再用sin(1.23+0.77)也即sin2验证一下。
    本计算器充分考虑了运算符的优先级因此诸如:2+3*4^2 实际上相当于:2+(3*(4*4))
    另外函数名前面如果是数字,那么自动认为二者相乘.
    同理,如果某数的右侧是左括号,则自动认为该数与括弧项之间隐含一乘号。
    如:3sin1.2^2+5cos2.1^2 相当于3*sin2(1.2)+5*cos2(2.1)
    又如:4(3-2(sqrt5-1)+ln2)+lg5 相当于4*(3-2*(√5 -1)+loge(2))+log10(5)
    此外,本计算器提供了圆周率Pi键入字母时不区分大小写,以方便使用。
    16进制整数以0x或0X开头。
    ----------------------------------------*/
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <ctype.h>
    #include <math.h>
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <locale.h>
    #include <windows.h>
    const char Tab = 0x9;
    const int  DIGIT = 1;
    #define MAXLEN 16384
    char s[MAXLEN], *endss;
    int pcs = 15;
    FILE *fp;
    double sign(double dVal) {
             if (dVal>0.0) return  1.0;
        else if (dVal<0.0) return -1.0;
        else               return  0.0;
    }
    double round(double dVal, short iPlaces) {//iPlaces>=0
        char s[30];
        double dRetval;
    
        sprintf(s, "%.*lf", iPlaces, dVal);
        sscanf(s, "%lf", &dRetval);
        return (dRetval);
    }
    double fun(double x, char op[], int *iop) {
        while (op[*iop - 1]<32) //本行使得函数嵌套调用时不必加括号,如 arc sin(sin(1.234)) 只需键入arc sin sin 1.234<Enter>
            switch (op[*iop - 1]) {
            case  7: x = sin(x);    (*iop)--; break;
            case  8: x = cos(x);    (*iop)--; break;
            case  9: x = tan(x);    (*iop)--; break;
            case 10: x = sqrt(x);   (*iop)--; break;
            case 11: x = asin(x);   (*iop)--; break;
            case 12: x = acos(x);   (*iop)--; break;
            case 13: x = atan(x);   (*iop)--; break;
            case 14: x = log10(x);  (*iop)--; break;
            case 15: x = log(x);    (*iop)--; break;
            case 16: x = exp(x);    (*iop)--; break;
            case 17: x = ceil(x);   (*iop)--; break;
            case 18: x = floor(x);  (*iop)--; break;
            case 19: x = round(x,0);(*iop)--; break;
            case 20: x = sign(x);   (*iop)--; break;
            case 21: x = fabs(x);   (*iop)--; break;
            }
        return x;
    }
    double calc(char *expr, char **addr) {
        static int deep; //递归深度
        static char *fname[] = { "sin","cos","tan","sqrt","arcsin","arccos","arctan","lg","ln","exp","ceil","floor","round","sign","abs",NULL };
        double ST[10] = { 0.0 }; //数字栈
        char op[10] = { '+' }; //运算符栈
        char c, *rexp, *pp, *pf;
        int ist = 1, iop = 1, last, i, n;
        __int64 i64;
    
        if (!deep) {
            pp = pf = expr;
            do {
                c = *pp++;
                if (c != ' '&& c != Tab && c != ',')//跳过半角逗号(通常作为千分位分割符)
                    *pf++ = c;
            } while (c != '\0');
        }
        pp = expr;
        if ((c = *pp) == '-' || c == '+') {
            op[0] = c;
            pp++;
        }
        last = !DIGIT;
        while ((c = *pp) != '\0') {
            if (c == '(') {//左圆括弧
                deep++;
                ST[ist++] = calc(++pp, addr);
                deep--;
                ST[ist - 1] = fun(ST[ist - 1], op, &iop);
                pp = *addr;
                last = DIGIT;
                if (*pp == '(' || isalpha(*pp) && strnicmp(pp, "Pi", 2)) {//目的是:当右圆括弧的右恻为左圆括弧或函数名字时,默认其为乘法
                    op[iop++] = '*';
                    last = !DIGIT;
                    c = op[--iop];
                    goto operate;
                }
            }
            else if (c == ')') {//右圆括弧
                pp++;
                break;
            }
            else if (isalpha(c)) {
                if (!strnicmp(pp, "Pi", 2)) {
                    if (last == DIGIT) {
                        fprintf(fp,"π左侧遇)\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(1);
                    }
                    ST[ist++] = 3.14159265358979323846264338328;
                    ST[ist - 1] = fun(ST[ist - 1], op, &iop);
                    pp += 2;
                    last = DIGIT;
                    if (!strnicmp(pp, "Pi", 2)) {
                        fprintf(fp,"两个π相连\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(2);
                    }
                    if (*pp == '(') {
                        fprintf(fp,"π右侧遇(\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(3);
                    }
                }
                else {
                    for (i = 0; (pf = fname[i]) != NULL; i++)
                        if (!strnicmp(pp, pf, strlen(pf))) break;
                    if (pf != NULL) {
                        op[iop++] = 07 + i;
                        pp += strlen(pf);
                    }
                    else {
                        fprintf(fp,"陌生函数名\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(4);
                    }
                }
            }
            else if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '%' || c == '^') {
                char cc;
                if (last != DIGIT) {
                    fprintf(fp,"运算符粘连\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(5);
                }
                pp++;
                if (c == '+' || c == '-') {
                    do {
                        cc = op[--iop];
                        --ist;
                        switch (cc) {
                        case '+':  ST[ist - 1] += ST[ist]; break;
                        case '-':  ST[ist - 1] -= ST[ist]; break;
                        case '*':  ST[ist - 1] *= ST[ist]; break;
                        case '/':  ST[ist - 1] /= ST[ist]; break;
                        case '%':  ST[ist - 1] = fmod(ST[ist - 1], ST[ist]); break;
                        case '^':  ST[ist - 1] = pow(ST[ist - 1], ST[ist]); break;
                        }
                    } while (iop);
                    op[iop++] = c;
                }
                else if (c == '*' || c == '/' || c == '%') {
                operate:        cc = op[iop - 1];
                    if (cc == '+' || cc == '-') {
                        op[iop++] = c;
                    }
                    else {
                        --ist;
                        op[iop - 1] = c;
                        switch (cc) {
                        case '*':  ST[ist - 1] *= ST[ist]; break;
                        case '/':  ST[ist - 1] /= ST[ist]; break;
                        case '%':  ST[ist - 1] = fmod(ST[ist - 1], ST[ist]); break;
                        case '^':  ST[ist - 1] = pow(ST[ist - 1], ST[ist]); break;
                        }
                    }
                }
                else {
                    cc = op[iop - 1];
                    if (cc == '^') {
                        fprintf(fp,"乘幂符连用\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(6);
                    }
                    op[iop++] = c;
                }
                last = !DIGIT;
            }
            else {
                if (last == DIGIT) {
                    fprintf(fp,"两数字粘连\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(7);
                }
                if (pp[0] == '0' && (pp[1] == 'x' || pp[1] == 'X')) {
                    sscanf(pp + 2, "%I64x%n", &i64, &n);
                    rexp = pp + 2 + n;
                    ST[ist++] = (double)i64;
                }
                else ST[ist++] = strtod(pp, &rexp);
                ST[ist - 1] = fun(ST[ist - 1], op, &iop);
                if (pp == rexp) {
                    fprintf(fp,"非法字符\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(8);
                }
                pp = rexp;
                last = DIGIT;
                if (*pp == '(' || isalpha(*pp)) {
                    op[iop++] = '*';
                    last = !DIGIT;
                    c = op[--iop];
                    goto operate;
                }
            }
        }
        *addr = pp;
        if (iop >= ist) {
            fprintf(fp,"表达式有误\n"); if (fp!=stdout) fclose(fp); exit(9);
        }
        while (iop) {
            --ist;
            switch (op[--iop]) {
            case '+':  ST[ist - 1] += ST[ist]; break;
            case '-':  ST[ist - 1] -= ST[ist]; break;
            case '*':  ST[ist - 1] *= ST[ist]; break;
            case '/':  ST[ist - 1] /= ST[ist]; break;
            case '%':  ST[ist - 1] = fmod(ST[ist - 1], ST[ist]); break;
            case '^':  ST[ist - 1] = pow(ST[ist - 1], ST[ist]); break;
            }
        }
        return ST[0];
    }
    void x2star() {//将两边不是字母且左边不是非数字或串开头紧跟0的x替换为*,目的是支持用x代替*,且和0x开头的16进制数不冲突
        int i,L;
        L=strlen(s);
        for (i=1;i<L;i++) {
            if (s[i]=='x' && !isalpha(s[i-1]) && !isalpha(s[i+1])) {
                if (!(
                     (i==1 && s[0]=='0')
                  || (i>1 && s[i-1]=='0' && !isdigit(s[i-2]))
                   )) s[i]='*';
            }
        }
    }
    int main(int argc, char **argv) {
        int a;
    
        setlocale( LC_ALL,"chs");
        if (argc<2) {
            //if (GetConsoleOutputCP() != 936) system("chcp 936>NUL");//中文代码页
            printf("计算函数表达式的值。\n支持(),+,-,*,x,/,%%,^,Pi,sin,cos,tan,sqrt,arcsin,arccos,arctan,lg,ln,exp,ceil,floor,round,sign,abs\n");
            while (1) {
                printf("请输入表达式:");
                fgets(s,MAXLEN,stdin);
                if ('\n' == s[strlen(s)-1]) s[strlen(s) - 1] = 0;
                if (s[0] == 0) break;//
                x2star();printf("%s=%.15lg\n",s,calc(s, &endss));
            }
            return 0;
        }
        if (argc == 2 && 0 == strcmp(argv[1], "/?")) {
            //if (GetConsoleOutputCP() != 936) system("chcp 936>NUL");//中文代码页
            printf(
                "计算由≥1个命令行参数给出的函数表达式的值。\n"
                "最后一个参数是.0~.15表示将计算结果小数点后保留0~15位\n"
                "最后一个参数是g1~g15表示将计算结果保留有效数字1~15位\n"
                "最后一个参数是e0~e15表示将计算结果用科学计数法表示,且小数点后保留0~15位\n"
                "最后一个参数是x表示将计算结果以16进制正整数格式输出\n"
                "支持(),+,-,*,x,/,%%,^^,Pi,sin,cos,tan,sqrt,arcsin,arccos,arctan,lg,ln,exp,ceil,floor,round,sign,abs\n"
                "16进制整数以0x或0X开头\n"
                "忽略表达式中的半角逗号(通常作为千分位分割符)\n"
                "如果第一个参数是/f且c:\\jsresult.txt可写,就将所有输出重定向到该文件\n"
            );
            return 0;
        }
        if (argc>2 && 0 == strcmp(argv[1], "/f")) {
            fp=fopen("c:\\jsresult.txt","w");
            if (NULL==fp) fp=stdout;
            for (a=2;a<argc;a++) argv[a-1]=argv[a];
            argc--;
        } else {
            fp=stdout;
        }
        strncpy(s, argv[1], MAXLEN - 1); s[MAXLEN - 1] = 0;
        if (argc>2) {
            for (a = 2; a<argc - 1; a++) strncat(s, argv[a], MAXLEN - 1);//将空格间隔的各参数连接到s
            if (1 == sscanf(argv[a], ".%d", &pcs) && 0 <= pcs && pcs <= 15) {//最后一个参数是.0~.15表示将计算结果保留小数0~15位
                x2star();fprintf(fp,"%.*lf\n", pcs, calc(s, &endss));
            } else if (1 == sscanf(argv[a], "g%d", &pcs) && 1 <= pcs && pcs <= 15) {//最后一个参数是g1~g15表示将计算结果保留有效数字1~15位
                x2star();fprintf(fp,"%.*lg\n", pcs, calc(s, &endss));
            } else if (1 == sscanf(argv[a], "e%d", &pcs) && 0 <= pcs && pcs <= 15) {//最后一个参数是e0~e15表示将计算结果用科学计数法表示,且小数点后保留0~15位
                x2star();fprintf(fp,"%.*le\n", pcs, calc(s, &endss));
            } else if (argv[a][0] == 'x' || argv[a][0] == 'X') {//最后一个参数是x表示将计算结果以16进制正整数格式输出
                x2star();fprintf(fp,"0x%016I64x\n", (__int64)calc(s, &endss));
            } else {
                strncat(s, argv[a], MAXLEN - 1);
                x2star();fprintf(fp,"%.15lg\n", calc(s, &endss));
            }
        } else {
            x2star();fprintf(fp,"%.15lg\n", calc(s, &endss));
        }
        if (fp!=stdout) fclose(fp);
        return 0;
    }
    
    
    
    
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