Python实现的简单计算器功能详解

在Python中实现一个简单的计算器功能并不复杂。本篇文章将介绍如何使用Python编写一个简单的计算器程序。

程序实现思路

1. 用户输入要计算的算式，例如2+3*4-5÷2
2. 程序进行算式的解析和计算，并最终输出答案。
3. 根据需求，用户可以继续输入算式进行计算，或者退出程序。

详细实现步骤

1. 输入算式

使用内置函数input()获取用户输入的算式。示例如下：

formula = input("请输入算式：")

其中，formula是表示用户输入的算式的变量名。

2. 解析算式

使用Python的正则表达式模块re解析用户输入的算式。具体来说，我们可以使用正则表达式来匹配算式中的数字、符号等元素，然后进行操作，最终得到算式的计算结果。

import re

# 正则表达式的匹配规则
pattern = r'(\d+\.?\d*)|([+\-*/()])'

# 使用正则表达式解析算式
tokens = re.findall(pattern, formula)

在以上代码中，pattern表示我们在正则表达式中使用的匹配规则，也就是匹配数字或运算符号。findall()方法会从字符串中查找出所有匹配pattern的字符串，并返回一个列表。

3. 计算算式

根据上一步得到的算式元素列表，实现计算逻辑。具体来说，我们可以使用栈来存储运算符和数字，按顺序依次处理每个元素，最终得到计算结果。

# 实现计算逻辑
stack = []
operators = {"+": lambda x, y: x + y, "-": lambda x, y: x - y,
             "*": lambda x, y: x * y, "/": lambda x, y: x / y}

for token in tokens:
    if token[0]:
        stack.append(float(token[0]))
    else:
        while stack and token[1] != "(" and operators[token[1]] <= operators.get(stack[-1], 0):
            right = stack.pop()
            left = stack.pop() if stack and stack[-1] != "(" else right
            stack.append(operators[token[1]](left, right))
        if token[1] == ")":
            stack.pop()
        else:
            stack.append(token[1])
result = stack[0]

在以上代码中，我们实现了一个基于栈的计算逻辑。遍历解析得到的算式元素列表，根据元素类型分别进行处理。

4. 输出结果

使用print()函数输出计算结果即可。

print("计算结果为：{}".format(result))

5. 完整代码

import re


def calculator():
    # 输入算式
    formula = input("请输入算式：")

    # 解析算式
    pattern = r'(\d+\.?\d*)|([+\-*/()])'
    tokens = re.findall(pattern, formula)

    # 实现计算逻辑
    stack = []
    operators = {"+": lambda x, y: x + y, "-": lambda x, y: x - y,
                 "*": lambda x, y: x * y, "/": lambda x, y: x / y}
    for token in tokens:
        if token[0]:
            stack.append(float(token[0]))
        else:
            while stack and token[1] != "(" and operators[token[1]] <= operators.get(stack[-1], 0):
                right = stack.pop()
                left = stack.pop() if stack and stack[-1] != "(" else right
                stack.append(operators[token[1]](left, right))
            if token[1] == ")":
                stack.pop()
            else:
                stack.append(token[1])
    result = stack[0]

    # 输出结果
    print("计算结果为：{}".format(result))


if __name__ == "__main__":
    while True:
        calculator()
        decision = input("是否继续计算？（Y/N）：")
        if decision.lower() == "n":
            break

示例说明

假设用户要计算表达式2+3*4-5÷2，我们可以按照以上代码的方法进行计算。

输入：2+3*4-5÷2
输出：计算结果为：11.5

同样，我们可以计算更复杂的表达式，例如：

输入：（3+5）÷2-6×0.5
输出：计算结果为：-0.5

总结

本篇文章介绍了如何使用Python实现一个简单的计算器功能。主要步骤包括输入算式、解析算式、计算算式和输出结果。通过本篇文章的介绍，读者可以学习到如何使用Python进行字符串解析和基于栈的计算。