C语言实现简单计算器功能(2)

当我们实现一个简单的计算器功能时，需要考虑以下几个方面：

1. 用户输入的合法性检查
2. 进行算术运算的函数实现
3. 错误处理和提示信息输出

第一步，我们需要先获取用户输入的表达式，并对其进行合法性检查。用户输入的表达式应该是一个合法的算术表达式，不能含有非法字符，比如字母等。我们可以使用正则表达式来判断用户输入的内容是否合法。

示例1：

#include <regex.h>

bool is_valid_input(char *input) {
    regex_t reg;
    int reti = regcomp(&reg, "[0-9+/*%-]+", REG_EXTENDED);
    if (reti) return false;
    int match = regexec(&reg, input, 0, NULL, 0);
    regfree(&reg);
    if (match != 0) return false;
    return true;
}

在上面的示例中，我们使用了POSIX的正则表达式库（regex.h）来编写正则表达式判断用户输入的内容是否是合法的算术表达式。如果不是，我们会返回false，表示用户的输入有误。

第二步，我们需要实现进行算术运算的函数。我们需要把用户输入的表达式转换成可计算的形式，再进行运算。在这里，我们可以使用栈来对表达式求解。

示例2：

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
#include<string.h>
#define size 50
double s[size];
int top1=-1,top2=-1;
char op[size];
void error(char* s,int l) {
    printf("\n%s",s);
    for(int i=0;i<=l;i++) printf("%c",op[i]);
    exit(0);
}
void push_num(double x) {
    if(top1==size)error("plan1 stack is full",top1);
    s[++top1]=x;
}
void push_op(char ch) {
    if (top2 == size)error("plan2 stack is full",top1);
    if (ch == ')') { 
        while (op[top2] != '(') { 
            double b = s[top1];
            top1--;
            double a = s[top1];
            top1--;
            char c = op[top2];
            top2--;
            if (a >= -1e-8 && a <= 1e-8 && c == '/') error("divided by zero",top1);
            switch (c) {
                case '+':push_num(a + b); break;
                case '-':push_num(a - b); break;
                case '*':push_num(a * b); break;
                case '/':push_num(a / b); break;
                case '%':push_num((int)a % (int)b); break;
                default: error("illegal character in stack", top1);
            }
        }
        top2--;
        return;
    }
    if (ch == '+' || ch == '-') { 
        while (top2 >= 0 && op[top2] != '(') { 
            char c = op[top2]; 
            double b = s[top1]; 
            top1--; 
            double a = s[top1]; 
            top1--; 
            top2--; 
            if (a >= -1e-8 && a <= 1e-8 && c == '/') error("divided by zero",top1);
            switch (c) {
                case '+':push_num(a + b); break;
                case '-':push_num(a - b); break;
                case '*':push_num(a * b); break;
                case '/':push_num(a / b); break;
                case '%':push_num((int)a % (int)b); break;
                default: error("illegal character in stack", top1);
            }
        } 
        op[++top2] = ch; 
        return; 
    }
    if (ch == '*' || ch == '/' || ch == '%') {
        while (top2 >= 0 && op[top2] != ')' && op[top2] != '+' && op[top2] != '-') { 
            char c = op[top2]; 
            double b = s[top1]; 
            top1--; 
            double a = s[top1]; 
            top1--; 
            top2--; 
            if (a >= -1e-8 && a <= 1e-8 && c == '/') error("divided by zero",top1);
            switch (c) {
                case '+':push_num(a + b); break;
                case '-':push_num(a - b); break;
                case '*':push_num(a * b); break;
                case '/':push_num(a / b); break;
                case '%':push_num((int)a % (int)b); break;
                default: error("illegal character in stack", top1);
            }
        } 
        op[++top2] = ch;
        return;
    }
    if (ch == '(') { op[++top2] = '('; return; }
    error("illegal character", top1);
}
double calculate(char* input) {
    int l = strlen(input);
    input[l] = ')';
    for (int i = 0; i < l; i++) {
        if (input[i] == ' ')continue;
        if (isdigit(input[i])) {
            char num[20] = { '\0' };
            int k = 0;
            while (isdigit(input[i]) || input[i] == '.') {
                num[k++] = input[i++];
            }
            i--;
            push_num(atof(num));
        }
        else push_op(input[i]);
    }
    while (top2 >= 0) {
        double b = s[top1];
        top1--;
        double a = s[top1];
        top1--;
        char c = op[top2];
        top2--;
        if (a >= -1e-8 && a <= 1e-8 && c == '/') error("divided by zero", top1);
        switch (c) {
            case '+':push_num(a + b); break;
            case '-':push_num(a - b); break;
            case '*':push_num(a * b); break;
            case '/':push_num(a / b); break;
            case '%':push_num((int)a % (int)b); break;
            default: error("illegal character in stack", top1);
        }
    }
    return s[top1];
}

上面的示例是一个迭代版的栈计算器，它使用两个栈来处理数字和操作符，并在处理好操作符后返回计算结果。需要注意的是，在实现中，我们还需要考虑一些特殊情况，比如除数为0等异常情况。

第三步，我们需要考虑如何处理错误和输出提示信息。当用户输入有误或者计算过程中发生了异常情况，我们需要及时返回错误信息给用户，让用户重新输入或者纠正错误。同时，我们还需要在计算完成之后，通过合适的方式将结果输出给用户。

以上三个步骤完成后，我们就可以得到一个完整的简单计算器。除此之外，我们还可以加入一些额外的特性，比如表达式的优先级处理等。这样，我们就可以得到一个更加完备的计算器。

示例3：

int main() {
    char input[100];
    printf("输入表达式：");
    scanf_s("%[^\n]",input,99);
    if (!is_valid_input(input)) {
        printf("输入有误\n");
        return 0;
    }
    printf("结果是：%.2f\n", calculate(input));
    return 0;
}

在上面的示例中，我们通过获取用户输入，并对其进行合法性检查和计算，最后输出计算结果。