团队作业--结对编程

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8


# 本程序由用户输入一个表达式字符串，然后计算这个表达式的值
# 表达式是一个四则运算表达式，可以包含^操作符
# 注意：乘方用^运算符，支持".3"这种表示小数的形式。负数需要用括号扩起来

# 思路：利用栈的方法，先将表达式从中缀表达式转换成后缀表达式，再进行计算



def isNum(value):
    try:
        value + 1
    except TypeError:
        return False
    else:
        return True


def cal(strexpp):
    '''
    本函数由一个四则运算表达式字符串计算表达式的值
    strexpr为一个四则运算表达式，如果这个表达式正确，则函数返回这个表达式的值，否则返回NULL
    '''

    seqLegalChar = (
    '+', '-', '*', '/', '(', ')', '^', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0', '.')  # 表达式中合法的字符集

    seqOpr = seqLegalChar[0:7]  # 运算符序列
    seqOpa = seqLegalChar[7:18]  # 操作数序列

    # 表达式为空，则返回Null
    if len(strexpp) == 0: return Null

    # 去掉字符串中的空格，使用replace(old，new[,max])
    strexpr = strexpp.replace(' ', '')

    # 表达式包含不合法的支付，则返回Null
    for ch in strexpr:
        if ch not in seqLegalChar:
            return Null

    # 将表达式变成一个数字和符号的序列
    numstart = -1  # 标识数字的起始位置为numstart+1
    seqExpr = []  # 表达式序列
    for i in range(0, len(strexpr)):  # 将表达式的数字和符号依次输出到序列
        # 本位置指向的是一个操作数,
        if (strexpr[i] in seqOpa):
            if numstart < 0:  # 如果numstart小于0，使numstart指向本位置数字开始的地方
                numstart = i
            if i == len(strexpr) - 1:  # 已读取到表达式最后一个字符，将数字转换后入列
                seqExpr.append(float(strexpr[numstart:len(strexpp)]))
            continue

            # 本次读取的字符是一个符号
        if numstart >= 0:  # 如果numstart大于0，则说明numstart与本位置之间是数字，需要提取数字。如果numstart==-1，则表明中间都是符号
            seqExpr.append(float(strexpr[numstart:i]))  # 中间是数字，将数字转换后输出到序列
        seqExpr.append(strexpr[i])  # 将本次符号输出到序列
        numstart = -1  # 将numstart指针修改为本次位置

    # 将中缀表达式转换成为后缀表达式
    seqPosfix = []  # 后缀表达式序列，完成后seqPosfix中即为后缀表达式
    stkOpra = []  # 转换中所需要的符号栈
    for op in seqExpr:
        if isNum(op):  # 如果是数字，则直接输出到后缀表达式序列
            seqPosfix.append(op)
            continue
        if not stkOpra:  # 如果符号栈为空，则直接压入第一个符号
            stkOpra.append(op)
            continue
        if op == ')':  # 如果是')'，需要匹配以前的'('，栈顶元素依次出栈输出，知道'('为止
            while stkOpra[len(stkOpra) - 1] != '(':
                seqPosfix.append(stkOpra.pop())  # 将'('弹出
            stkOpra.pop()
        elif op in ['+', '-']:  # 如果是'+'或者'-'，优先级最低
            while (stkOpra and (stkOpra[len(stkOpra) - 1] != '(')):
                seqPosfix.append(stkOpra.pop())
            stkOpra.append(op)
        elif op in ['*', '/']:  # 如果是'*','/'，栈顶是'*','/','^'则弹出，否则入栈
            while (stkOpra and (stkOpra[len(stkOpra) - 1] == '^')):
                seqPosfix.append(stkOpra.pop())
            stkOpra.append(op)
        elif op in ['^', '(']:  # 如果是'^'和'('，优先级最高，则直接入栈
            stkOpra.append(op)
    while stkOpra:  # 到最后如果符号栈不为空，则将符号栈的符号全部出栈
        seqPosfix.append(stkOpra.pop())

    # 根据后缀表达式seqPosfix计算值
    stkNumb = []  # 装载操作数和值的栈
    for op in seqPosfix:
        if isNum(op):
            stkNumb.append(op)  # 如果是数字，直接进栈
            continue
        p1 = stkNumb.pop()  # 弹出两个操作数
        p2 = stkNumb.pop()
        if op == '^':  # 根据运算符计算操作数的值
            p = p2 ** p1
        elif op == '*':
            p = p2 * p1
        elif op == '/':
            p = p2 / p1
        elif op == '+':
            p = p2 + p1
        elif op == '-':
            p = p2 - p1
        stkNumb.append(p)  # 将计算结果入栈

    return stkNumb.pop()  # 最后的结果


expr = input("请输入一个四则运算表达式（负数需要用括号扩起来，乘方用'^'运算符）：")
res = cal(expr)
if not res:
    print("你输入的四则运算表达式包含有不正确的字符，请检查后重新输入。")
else:
    print("结果为：%f" % res)