Python利用正则表达式实现计算器算法思路解析


Posted in Python onApril 25, 2018

(1)不使用eval()等系统自带的计算方法

(2)实现四则混合运算、括号优先级解析

思路:

1、字符串预处理,将所有空格去除

2、判断是否存在括号运算,若存在进行第3步,若不存在则直接进入第4步

3、利用正则表达式获取最底层括号内的四则运算表达式

4、将四则运算表达式进行预处理:表达式开头有负数时,在表达式前加上一个0

5、利用re.split()、re.findall()方法,通过加减符号,对四则运算进行拆分为乘除运算式和数字,并保留对应的位置下标。

6、利用re.split()、re.findall()方法,通过乘除符号,将乘除式拆分为乘除符号与数字,然后进行计算,并返回数值。

7、通过re.split()、re.findall()保留的下标位置,将表达式还原。

8、完成所有乘除运算之后,返回进行加减运算。

9、完成加减运算后,返回表达式进行替代。

10、通过递归函数,完成所有括号运算后。最后再完成一次四则运算即可完成所有运算。

注:在过程中,负数的处理存在三个要点:当负数出现在表达式开头、负数前面存在减法、乘除式中存在负数且不在表达式开头。

(1)当负数出现在表达式开头:在前面加上一个0

(2)负数前面存在减法:每次完成一次运算后需要进行一次符号检查替换

(3)乘除式中存在负数且不在表达式开头:将负号移到表达式最开头

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:Dang
import re
def update_formula(calc_list,calc_operator_list):
  # 通过拆分后的表达式列表与符号列表重新组合
  for index,item in enumerate(calc_list):
    if index == 0:
      formula = item
    elif index != 0:
      formula += calc_operator_list[index-1] + item
  return formula
def negative_start_issue(formula):
  #处理负数在括号内表达式开头的情形
  calc_list = re.split("[+-]",formula)  #通过+-符号将各个乘除运算分隔出来
  calc_operator_list = re.findall("[+-]",formula)
  for index,item in enumerate(calc_list):
    if index == 0 and item == '':  # 处理负号在开头的问题
      calc_list[index] = '0'
    else:
      calc_list[index] = item.strip()
  formula = update_formula(calc_list,calc_operator_list)
  return formula
def deal_unusual_issue(formula):
  # 双加减符号处理
  formula = formula.replace(" ","") #去掉空格
  formula = formula.replace("++","+")
  formula = formula.replace("+-", "-")
  formula = formula.replace("-+", "-")
  formula = formula.replace("--", "+")
  return formula
def deal_negative_issue(formula):
  # 处理乘除运算中负数的计算问题(分前后位置两种情况)
  # 1.负数在后
  m = re.search("[0-9]+[.]*[0-9]*[*|/][-][0-9]+[.]*[0-9]*",formula)
 # minus_pre = re.search("[0-9]+[.]*[0-9]*[*|/][-][0-9]+[.]*[0-9]*",formula).group()
  # 注意匹配的必要项与非必要项,如:"[0-9]+[.][0-9]+[*|/][-][0-9]+[.][0-9]+"误把非必要项当做必要项。
  if m:
    minus_pre = m.group()
    minus_pro = "-"+minus_pre.replace("-","")
    formula = formula.replace(minus_pre,minus_pro)
  if "*-" in formula or "/-" in formula:
    return deal_negative_issue(formula)
  # 2.负数在前
  formula = deal_unusual_issue(formula)
  return formula
def multiply_divide(formula):
  # print("[%s]"%formula,formula)
  # 乘除计算
  calc_list = re.split("[*/]", formula)
  operator_list = re.findall("[*/]", formula) # 将乘号除号通过列表方式分隔出来
  # print("sub_calc_list:", sub_calc_list)
  # print("sub_operator_list:", sub_operator_list)
  res = 0
  for index2, i in enumerate(calc_list):
    if index2 == 0:
      res = float(i)
    else:
      if operator_list[index2 - 1] == '*': # 通过sub_operator_list中的index判断到底是加法还是减法,
        res *= float(i)
      elif operator_list[index2 - 1] == '/':
        res /= float(i)
  return res
def add_abstract(formula):
  # 加减计算
  # 1.开头位置负数处理
  formula = negative_start_issue(formula)
  # 2.双加减符号处理
  formula = deal_unusual_issue(formula)
  # 3.加减逻辑运算
  calc_list = re.split("[+-]", formula)
  operator_list = re.findall("[+-]", formula)
  res = 0
  for index, i in enumerate(calc_list):
    if index == 0:
      res = float(i)
    else:
      if operator_list[index-1] == '+':
        res += float(i)
      elif operator_list[index-1] == '-':
        res -= float(i)
  return res
"""

四则混合运算主函数

"""def elementary_arithmetic(formula):
  # 负数处理
  formula = negative_start_issue(formula)
  formula = deal_negative_issue(formula)
  # 乘除运算
  calc_list = re.split("[+-]",formula)  # 通过+-符号将各个乘除运算分隔出来
  calc_operator_list = re.findall("[+-]",formula)
  for index1, item in enumerate(calc_list):
    calc_list[index1] = str(multiply_divide(item)) #数据类型的强制转换!!!
  formula = update_formula(calc_list,calc_operator_list)
  # 加减运算
  formula = add_abstract(formula)
  return formula
"""
括号运算
"""
def calculator(formula):
  #数据预处理
  formula = formula.replace(" ","")
  m = re.search("\([^()]*\)",formula)
  # 判断是否需要进行括号运算
  if m:
    # 括号运算
    # 提取最小括号运算式,计算结果,并返回。
    subformula = m.group().strip("()") # 把找出来的括号剥离
    print("subformula:",subformula,type(subformula))
    subres = elementary_arithmetic(subformula) # 调用四则混合运算主函数
    print("subres:",subres)
    formula = formula.replace(m.group(), str(subres))
    print("updated formula:",formula)
    if "(" in formula:
      return calculator(formula)
    else:
      print("formula result:",formula)
    # 除去所有括号后可能出现:1-2*-312.8
    formula = elementary_arithmetic(formula)
    return formula
  else:
    return elementary_arithmetic(formula)
# 以下为测试代码:
formula = "1 - 2 * ( (60-30 +(-40/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*9/4*28 +10 * 56/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )"
print("%s = "%formula,calculator(formula))

总结

以上所述是小编给大家介绍的Python利用正则表达式实现计算器算法,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对三水点靠木网站的支持!

Python 相关文章推荐
常见的在Python中实现单例模式的三种方法
Apr 08 Python
python批量提取word内信息
Aug 09 Python
Python中struct模块对字节流/二进制流的操作教程
Jan 21 Python
Python探索之pLSA实现代码
Oct 25 Python
Python线程创建和终止实例代码
Jan 20 Python
python 读取竖线分隔符的文本方法
Dec 20 Python
解决python3 安装不了PIL的问题
Aug 16 Python
python GUI库图形界面开发之PyQt5滚动条控件QScrollBar详细使用方法与实例
Mar 06 Python
Python常用断言函数实例汇总
Nov 30 Python
python中常用的数据结构介绍
Jan 12 Python
Django程序的优化技巧
Apr 29 Python
python opencv通过按键采集图片源码
May 20 Python
Python实现随机生成手机号及正则验证手机号的方法
Apr 25 #Python
Python实现按中文排序的方法示例
Apr 25 #Python
Python实现的基于优先等级分配糖果问题算法示例
Apr 25 #Python
python自动登录12306并自动点击验证码完成登录的实现源代码
Apr 25 #Python
PyQt5实现拖放功能
Apr 25 #Python
wx.CheckBox创建复选框控件并响应鼠标点击事件
Apr 25 #Python
wxPython实现窗口用图片做背景
Apr 25 #Python
You might like
[原创]php常用字符串输出方法分析(echo,print,printf及sprintf)
2016/07/09 PHP
关于ThinkPhp 框架表单验证及ajax验证问题
2017/07/19 PHP
javascript控制swfObject应用介绍
2012/11/29 Javascript
js获取RadioButtonList的Value/Text及选中值等信息实现代码
2013/03/05 Javascript
jquery 删除cookie失效的解决方法
2013/11/12 Javascript
Jquery节点遍历next与nextAll方法使用示例
2014/07/22 Javascript
JS 获取鼠标左右键的键值方法
2014/10/11 Javascript
Vue.js + Nuxt.js 项目中使用 Vee-validate 表单校验
2019/04/22 Javascript
vue spa应用中的路由缓存问题与解决方案
2019/05/31 Javascript
JavaScript实现京东放大镜效果
2019/12/03 Javascript
element中的$confirm的使用
2020/04/26 Javascript
深入分析jQuery.one() 函数
2020/06/03 jQuery
Vue 组件的挂载与父子组件的传值实例
2020/09/02 Javascript
[02:57]2014DOTA2国际邀请赛-观众采访
2014/07/19 DOTA
在Python中进行自动化单元测试的教程
2015/04/15 Python
Sanic框架应用部署方法详解
2018/07/18 Python
攻击者是如何将PHP Phar包伪装成图像以绕过文件类型检测的(推荐)
2018/10/11 Python
python利用ffmpeg进行录制屏幕的方法
2019/01/10 Python
彻底理解Python中的yield关键字
2019/04/01 Python
Django框架自定义session处理操作示例
2019/05/27 Python
Python实现仿射密码的思路详解
2020/04/23 Python
Python加速程序运行的方法
2020/07/29 Python
Python进行统计建模
2020/08/10 Python
CSS3打造磨砂玻璃背景效果
2016/09/28 HTML / CSS
菲律宾购物网站:Lazada菲律宾
2018/04/05 全球购物
thinkphp5 redis缓存新增方法实例讲解
2021/03/24 PHP
策划主管的工作职责
2013/11/24 职场文书
施工协议书范本
2014/04/22 职场文书
大学新生军训方案
2014/05/03 职场文书
生物科学专业毕业生求职信
2014/06/02 职场文书
酒店前台岗位职责
2015/04/16 职场文书
惊天动地观后感
2015/06/10 职场文书
2016年七夕情人节宣传语
2015/11/25 职场文书
网络研修心得体会
2016/01/08 职场文书
Python爬虫基础之爬虫的分类知识总结
2021/05/13 Python
ssh服务器拒绝了密码 请再试一次已解决(亲测有效)
2022/08/14 Servers