python終端計算器(不帶括號的加減乘除求冪混合運算)

python終端計算器

(不帶括號的加、減、乘、除、求冪混合運算)

關鍵字：

• 終端計算器
• 不使用eval函數
• sys.argv
• 不帶括號混合運算

摘要：

• 系統函數sys.argv傳給python解釋器的參數(是一個列表，第一個元素是腳本文件名)
• 算術符運算的初始優先級
• 本文使用的主要函數：(1) 列表逆序：list.reverse() ；(2) 列表查找元素：list.index() ，返回第一次出現的下標；(3)列表彈出元素：list.pop() ；

過程分析：

比如在終端輸入:python ex1017.py 2 - 6 / 3 * 5 + 2 * 2 ** 3 ** 2 - 5 * 3 / 5(符號和數字前後需加空格，求冪符號中間不加空格)

要求計算上面輸入的一連串數字加、減、乘、除、求冪混合運算(不使用eval函數)。

面對一個問題，分析其特點，找到要點和難點，轉化爲編程語言。

首先：終端輸入的字符，存入了sys.argv這個列表中['ex1017.py', '2', '-', '6', '/', '3', '*', '5', '+', '2', '*', '2', '**', '3', '**', '2', '-', '5', '*', '3', '/', '5']，可以用下標依次提取符合和數字。

如果從數字開始，依次判斷符號，進行相關運算，可能存在算術運算優先級的問題，這就是**本問題的要點**。

熟悉一下不帶括號時，算術運算優先級：

print(2 ** 3 ** 2,'連續求冪時，先計算後面，結果512；如果先計算前面，結果64，是不正確的')
print(4 * 2 / 2 ** 3 ** 2,'先算冪函數，後算乘除法')
print(8 / 512,'與上式同')
print(4 * 2 / 2,4 / 2 * 2,'連續乘除時，可以按順序算；先算除法總不會錯，爲簡化編程')
print(4 + 2 - 2,4 - 2 + 2,'連續加減時，可以按順序算；先算減法總不會錯')

通過上面的分析，基本有了思路，依次計算所有的求冪(由“所有”二字，聯想到用while循環語句)、所有的除法、所有的乘法、所有的減法、所有的加法，每次計算的結果賦值給參與運算的前面那個數，符號和後面那個數刪除(彈出)。

可以用list.index(’**’)找出求冪符號第一次出現的下標，其它符號類似。

連續求冪時，需要先計算後面，如何實現，這是**本問題的難點**。通過列表逆序來解決，此時運算結果賦值和彈出數需要注意，計算完所有求冪，再次列表逆序恢復正常順序。

• 程序段展示：

import sys #導入系統函數
lt = sys.argv #從終端輸入的數字和符號會按順序存入該列表
lt.reverse() #列表逆序，是爲了解決連續求冪
"""['5', '/', '3', '*', '5', '-', '2', '**', '3', '**', '2', '*', '2', '+', '5', '*', '3', '/', '6', '-', '2', 'ex1017.py']"""
while '**' in lt:
    idx = lt.index('**')
    #原始順序2 - 6 / 3 * 5 + 2 * 2 ** 3 ** 2 - 5 * 3 / 5
    lt[idx + 1] = float(lt[idx + 1]) ** float(lt[idx - 1]) #注意賦值和刪除的元素
    lt.pop(idx) #彈出符號
    lt.pop(idx-1) #彈出運算過後多餘的數字元素
lt.reverse() #再次逆序，恢復正常順序

while '/' in lt:
    idx = lt.index('/')
    lt[idx - 1] = float(lt[idx - 1]) / float(lt[idx + 1])
    lt.pop(idx + 1)
    lt.pop(idx)

while '*' in lt:
    idx = lt.index('*')
    lt[idx - 1] = float(lt[idx - 1]) * float(lt[idx + 1])
    lt.pop(idx + 1)
    lt.pop(idx)

while '-' in lt:
    idx = lt.index('-')
    lt[idx - 1] = float(lt[idx - 1]) - float(lt[idx + 1])
    lt.pop(idx + 1)
    lt.pop(idx)

while '+' in lt:
    idx = lt.index('+')
    lt[idx - 1] = float(lt[idx - 1]) + float(lt[idx + 1])
    lt.pop(idx + 1)
    lt.pop(idx)

lt.pop(0)
print(lt)

總結：

• 題目本身沒有任何實際意義，僅僅讓我們熟悉解決問題的思路，以及轉化爲編程語言的技巧。

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