小型計算器A small software project

2019-11-11 07:46:40

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供稿：網友

小型計算器

一個小型的軟件項目，代碼大概1000行左右，包括了很多知識（繼承、多態、前向聲明、虛函數、動態內存、引用、指針等等），從頭到尾寫完花了些時間，但覺得很受用。（1）計算器程序的目的是接受用戶提供的算術表達式（例：1+2*3），求其值顯示結果。（2）每個算術表達式由解析器分析，將輸入的算法表達式（一串字符）轉換成一個算術樹。（3）算術樹（一種數據結構）：算術表達式可以轉換為一個二叉樹結構。 如：(a+b×(c-d))-e/f 二叉樹結構為：這里寫圖片描述

解析器語法

解析式尋找一個表達式，語法定義如下： 1. An exPRession is（一個表達式是） a. 一個后面有加號或減號的項，加號或減號后面是另一個表達式。例：表達式2-3,2是一個項（后面是減號），3是一個表達式。 b. 如果表達式不含有加號、減號，它等于項。（例：上例中的3是一個表達式，它也是一個項）

2. A term is（一個項是） a. 被另一個項乘除的因子。（例：表達式1+2*3,2*3是一個表達式，滿足1b條件，2*3是一個項，滿足2a條件，2是一個因子） b.項如果不包含乘除，它等于此因子。

3. A factor can be（一個因子是） a. 數字 b. 對應某變量的標識符 c. 后面帶有一個因子的減號 d. 小括號中的整個表達式

配合實例理解解析器的語法定義： 1+x*(2-y) 這里寫圖片描述

具體實現

計算器由以下幾個對象組成：（1）掃描器，掃描用戶輸入的字符串。（2）符號表，使計算器可以處理符號變量，如（x=1，變量x代表1）（3）存儲器，讓計算器具有記憶能力，可以保存用戶自定義變量的值。（4）函數表，讓計算器事先具有一些函數（如sin、cos、log、exp）（5）結點，對應算術樹的每個結點（使用繼承實現）。關于結點的簡化版本參看C++多態（6）解析器，實現算數表達式的解析。

代碼：只給出主函數、解析器代碼,剩下的代碼可以從github下載。計算器Github 主函數 calculator.cpp

#include"SymbolTable.h"#include"FunctionTable.h"#include"Store.h"#include"Scanner.h"#include"Parser.h"const int maxBuf = 100;const int maxSymbols = 40;int main(){ char buf[maxBuf]; //狀態位 Status status; //符號表 SymbolTable symTab(maxSymbols); //函數表 FunctionTable funTab(symTab, funArr); //存儲器 Store store(maxSymbols, symTab); do { std::cout << "> "; std::cin.getline(buf, maxBuf); //掃描器 Scanner scanner(buf); //解析器 Parser parser(scanner, store, funTab, symTab); status = parser.Eval(); } while (status != stQuit); return 0;}

解析器 Parser.h

#ifndef PARSER_H#define PARSER_Hclass Node;class Scanner;class SymbolTable;class Store;class FunctionTable;//枚舉：狀態enum Status{ stOK, stQuit, stError};//解析器類class Parser{public: Parser(Scanner & scanner, Store& store, FunctionTable& funTab, SymbolTable & symTab); ~Parser(); Status Eval();private: void Parse(); Node* Expr(); Node* Term(); Node* Factor(); void Execute(); Scanner & _scanner;//掃描器 SymbolTable & _symTab;//符號表 Node* _pTree;//算術樹 Status _status;//狀態位 Store& _store;//存儲器 FunctionTable& _funTab;//函數表};#endif

Parser.cpp

#include "Parser.h"#include<iostream>#include"Store.h"#include"Node.h"#include"FunctionTable.h"#include"SymbolTable.h" #include"Scanner.h"#include"AddNode.h"#include "AssignNode.h"#include"SubNode.h"#include"MultNode.h"#include"DivideNode.h"#include"NumNode.h"#include"FunNode.h"#include"VarNode.h"#include"UMinusNode.h"Parser::~Parser(){ delete _pTree;} Parser::Parser(Scanner & scanner, Store& store, FunctionTable& funTab, SymbolTable & symTab) :_scanner(scanner), _pTree(0), _status(stOK), _funTab(funTab), _store(store), _symTab(symTab){ std::cout << "Parser Created" << std::endl;}//解析記號Status Parser::Eval(){ Parse(); if (_status == stOK) Execute(); else _status == stQuit; return _status; //for (EToken token = _scanner.Token(); // token != tEnd; // _scanner.Accept()) //{ // token = _scanner.Token(); // switch (token) // { // case tMult: // std::cout << "Times" << std::endl; // break; // case tPlus: // std::cout << "Plus" << std::endl; // break; // case tNumber: // std::cout << "Number: " << _scanner.Number() << std::endl; // break; // case tEnd: // std::cout << "End" << std::endl; // return stQuit; // case tError: // std::cout << "Error" << std::endl; // return stQuit; // default: // std::cout << "Error: bad token" << std::endl; // return stQuit; // } //} //return stOK;}void Parser::Execute(){ if (_pTree) { double result = _pTree->Calc(); std::cout << " " << result << std::endl; }}void Parser::Parse(){ _pTree = Expr();}//表達式Node* Parser::Expr(){ Node* pNode = Term(); EToken token = _scanner.Token(); //加 if (token == tPlus) { //識別下一個記號 _scanner.Accept(); Node* pRight = Expr(); pNode = new AddNode(pNode, pRight); } //減 else if (token==tMinus) { _scanner.Accept(); Node* pRight = Expr(); pNode = new SubNode(pNode, pRight); } //賦值 else if (token == tAssign) { _scanner.Accept(); Node* pRight = Expr(); //左值 if (pNode->IsLvalue()) { pNode = new AssignNode(pNode, pRight); } else { _status = stError; delete pNode; pNode = Expr(); } } return pNode;}//項Node* Parser::Term(){ Node* pNode = Factor(); //Term is Factor * Term if (_scanner.Token() == tMult) { _scanner.Accept(); Node* pRight = Term(); pNode = new MultNode(pNode, pRight); } //Term is Factor/Term else if (_scanner.Token()==tDivide) { _scanner.Accept(); Node* pRight = Term(); pNode = new DivideNode(pNode, pRight); } //Term is Factor return pNode;}//因子Node* Parser::Factor(){ Node* pNode; EToken token = _scanner.Token(); //左括號 if (token == tLParen) { _scanner.Accept();//accept '(' pNode = Expr(); if (_scanner.Token() != tRParen) _status = stError; _scanner.Accept();//accept ')' } //數字 else if (token == tNumber) { pNode = new NumNode(_scanner.Number()); _scanner.Accept(); } //符號變量 else if (token == tIdent) { char strSymbol[maxSymLen + 1]; int lenSym = maxSymLen; //復制symbol到strSymbol _scanner.GetSymbolName(strSymbol, lenSym); int id = _symTab.Find(strSymbol); _scanner.Accept(); //函數調用如sin(x) if (_scanner.Token() == tLParen) { _scanner.Accept(); pNode = Expr(); if (_scanner.Token() == tRParen) _scanner.Accept(); else _status = stError; if (id != idNotFound && id < _funTab.Size()) { //函數結點 pNode = new FunNode(_funTab.GetFun(id), pNode); } else { std::cout << "Unknow function/""; std::cout << strSymbol << "/"/n"; } } else { if (id == idNotFound) id = _symTab.ForcAdd(strSymbol, lenSym); pNode = new VarNode(id, _store); } } //一元減 else if (token == tMinus) { _scanner.Accept(); pNode = new UMinusNode(Factor()); } else { _scanner.Accept(); _status = stError; pNode = 0; } return pNode;}

這里寫圖片描述