# 20212218 2021-2022-2 《Python程序设计》实验二报告
课程：《Python程序设计》
班级： 2122
姓名： 林思凡
学号：20212218
实验教师：王志强
实验日期：2022年4月5日
必修/选修： 公选课
## 1.实验内容
运用老师上课讲的知识，外加上CSDN查找并潜心钻研的拓展知识，完成一个简易计算器
计算器功能如下：
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进行单次普通二元运算，运算符包括+、-、、/、%、//、*等
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进行单词普通复数运算，运算符包括+、-、*、/
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进行一串四则运算的结果输出（这是在CSDN上学的，绝对不是无条件照抄，每一步都理解了，花了我相当长时间）
## 2. 实验过程及结果
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第一步，构造整体框架，包括普通计算、复数计算和四则运算三个方面。
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第二步，完成普通运算框架搭建，这一步王老师在课堂上已有所提及，我在此基础上进行了完善，提高了此程序的容错率。
比如，输入/、%、//运算符时，若除数为0则会报错。因此加入if条件判断语句避免除数为0的情况。
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第三步，完成复数运算框架搭建，这一步与普通运算的框架搭建方法大同小异，只不过要记住复数要引用complex()函数，且复数的形式为a+bj，而非a+bi。
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第四步，开始搭建四则运算框架（结果如图），这一步花费了整个程序%80的时间，在此展开叙述
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4-1，首先引入re模块的findall()函数，将字符串形式的四则运算式子分隔字符，储存在一个列表中。
- 4-2，将四则运算式子中小括号内的式子进行运算，然后删去括号。
- 4-3，计算四则运算式子中的乘除运算。
- 4-4，计算四则运算式子中的加减运算。
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4-5，框架搭建完毕，开始进行细化和完善。
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4-5-1，运用if条件控制语句，避免出现两个运算符同时出现的情况，如”2+(-3)”去除括号之后会变成2+-3，这时需要去掉加号。
- 第五步，整体框架搭建完成，开始进行整体细化。比如运用while语句给每一个部分做一个返回键和退出键。程序到这里基本完成。
成品 完整程序如下（会托管到码云）：
import re
flag1 = 1
while flag1 == 1:
choice = input("请选择您想要的计算器类型(0为简单普通计算器、1为复数计算器、2为四则运算计算器、输入E/e退出): \n")
if choice == "E" or choice == "e":
break
if choice == "0":
flag2 = 1
while flag2 == 1:
op = input("请输入需要做的操作(+、-、*、/、%、//、**、输入e返回上一级、输入E退出):\n")
if op == "e":
break
if op == "E":
flag1 = 0
break
a = int(input("请输入操作数a:"))
b = int(input("请输入操作数b:"))
if op == "+":
result = a + b
elif op == "-":
result = a - b
elif op == "*":
result = a * b
elif op == "/":
if b == 0:
print("除数不能为0!请重新输入!\n")
continue
else:
result = a / b
elif op == "%":
if b == 0:
print("除数不能为0!请重新输入!\n")
continue
else:
result = a % b
elif op == "//":
if b == 0:
print("除数不能为0!请重新输入!\n")
continue
else:
result = a // b
elif op == "**":
result = a ** b
else:
print("输入有误，请重新输入！\n")
continue
print(a, op, b, "=", result)
elif choice == "1":
flag3 = 1
while flag3 == 1:
op = input("请输入需要做的操作(+、-、*、/、输入e返回上一级、输入E退出):\n")
if op == "e":
break
if op == "E":
flag1 = 0
break
a = complex(input("请输入第一个复数(形式为a+bj):"))
b = complex(input("请输入第二个复数(形式为a+bj):"))
result = 0
if op == "+":
result = a + b
elif op == "-":
result = a - b
elif op == "*":
result = a * b
elif op == "/":
result = a / b
else:
print("输入有误，请重新输入！\n")
print(a, op, b, "=", result)
if choice == '2':
flag4 = 1
while flag4 == 1:
a = input("请输入一个四则运算式，我们将为您一步解出答案输入(输入e返回上一级、输入E退出):\n")
if a == "e":
break
if a == "E":
flag1 = 0
break
def division(n):
list1 = re.findall('[\d\.]+|\(|\+|\-|\*|\/|\)', n)
return list1
def change(n, m):
if n[m] == '-':
if n[m - 1] == '+':
n[m - 1] = '-'
del n[m]
elif n[m - 1] == '-':
n[m - 1] = '+'
del n[m]
return n
def senior(n):
s_count = 0
for i in n:
if i == '*':
if n[s_count + 1] != '-':
n[s_count - 1] = float(n[s_count - 1]) * float(n[s_count + 1])
del n[s_count]
del n[s_count]
elif n[s_count + 1] == '-':
n[s_count] = float(n[s_count - 1]) * float(n[s_count + 2])
n[s_count - 1] = '-'
del n[s_count + 1]
n = change(n, s_count - 1)
return senior(n)
elif i == '/':
if n[s_count + 1] != '-': # 3*2
n[s_count - 1] = float(n[s_count - 1]) / float(n[s_count + 1])
del n[s_count]
del n[s_count]
elif n[s_count + 1] == '-': # 3*-2
n[s_count] = float(n[s_count - 1]) / float(n[s_count + 2])
n[s_count - 1] = '-'
del n[s_count + 1]
n = change(n, s_count - 1)
return senior(n)
s_count = s_count + 1
return n
def junior(n):
j_count = 0
if n[0] == '-':
sum = 0
else:
sum = float(n[0])
for i in n:
if i == '-':
sum = sum - float(n[j_count + 1])
if i == '+':
sum = sum + float(n[j_count + 1])
j_count = j_count + 1
if sum >= 0:
n = [str(sum)]
else:
n = ['-', str(-sum)]
return n
def calculate(n):
if '*' in n or '/' in n:
n = senior(n)
if '+' in n or '-' in n:
n = junior(n)
return n
def no_bracket(n):
left_bracket = 0
count = 0
for i in n:
if i == '(':
left_bracket = count
if i == ')':
part = n[left_bracket + 1: count]
resule_of_part = calculate(part)
n = n[: left_bracket] + resule_of_part + n[count + 1:]
n = change(n, left_bracket)
return no_bracket(n)
count = count + 1
return n
def main(n):
n_list = division(n)
n_list1 = no_bracket(n_list)
answer = calculate(n_list1)
if len(answer) == 2:
answer = -float(answer[1])
else:
answer = float(answer[0])
return answer
b = main(a)
print(f"{a} = {b}")
## 3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
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问题1：查阅代码时，不清楚什么是re模块
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问题1解决方案：查阅csdn相关资料，了解re模块是一个字符匹配模块，依次拿出表达式和文本中的字符比较，如果每一个字符都能匹配，则匹配成功；一旦有匹配不成功的字符则匹配失败。如果表达式中有量词或边界，这个过程会稍微有一些不同。
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问题2：查阅代码时，不了解re模块中的findall()函数
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问题2解决方案：查阅csdn相关资料，了解findall()函数时一条用于多次查找匹配字符的函数，与re模块中的match()和search()不同，后两者只返回第一个匹配的字符。
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问题3：初次使用re模块的findall()函数时，出现报错TypeError: expected string or bytes-like object
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问题3解决方案：上CSDN查阅相关报错，发现findall语句参数只能是字符串，然后才返回一个列表；检查自己的程序时发现在参数中引入了列表，改成字符串之后便正常运行。
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问题4：查阅代码时，不了解递归函数
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问题4解决方案：查阅csdn相关资料，了解到，递归就是在运行的过程中调用自己。
构成递归需具备的条件：
1、子问题须与原始问题为同样的事，且更为简单；
2、不能无限制地调用本身，须有个出口，化简为非递归状况处理。
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问题5：测试四则运算时，发现负数会自动转成正数造成计算错误
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问题5解决方案：多次调试，发现两出问题，第一处是”或”条件判断书写存在错误；第二处是在一处计算当中忘记添加负号，改正之后解决，程序运行正常。
## 其他（感悟、思考等）
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调试真的非常非常好用！此次程序编写行数为188行。当你面对一大堆代码找不出问题所在时，不要犹豫，进行调试！通过调试，你能洞悉代码每一步的运行情况，运筹帷幄，掌握全局，揪出漏洞，及时填补！
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网络是非常好非常好的学习平台，在这里你能够获得程序员大佬们悉心传授的知识，并且受益无穷！本次计算器设计的四则运算部分，就是在我深入剖析大佬的代码之后，恍然大悟才写出来的。
## 参考资料
Original: https://www.cnblogs.com/clarleslinnn/p/16102741.html
Author: 特别中二的文年同学
Title: 20212218实验二《Python程序设计》实验报告
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