這篇文章主要介紹“Python中怎么使用棧實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器”，在日常操作中，相信很多人在Python中怎么使用棧實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”Python中怎么使用棧實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！
主要的思路：read - parse - print - loop。
read 階段是指讀取用戶在提示符(cal> )之后輸入的字符串。
parse 階段包括：將用戶輸入的字符串分割成單個(gè)對(duì)象比如：符號(hào) +，或者數(shù)字 1.2 。其次將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)化后綴表達(dá)式，接下來(lái)計(jì)算后綴表達(dá)式的數(shù)值。
print 階段指的是將 parse 階段的數(shù)值打印在終端上。
loop 階段是指重復(fù)上述操作，除非用戶輸入 exit 符號(hào)或者 Ctrl + C 終止程序運(yùn)行。
實(shí)現(xiàn)效果圖：
棧
為了實(shí)現(xiàn)后面的中綴、后綴表達(dá)式，我們需要借助棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
棧是一種先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，函數(shù)調(diào)用時(shí)就會(huì)使用棧來(lái)保存當(dāng)前程序的地址及其他信息，前面的深度優(yōu)先搜索就是基于棧實(shí)現(xiàn)的。
之前寫了一篇文章介紹了棧的用法，下面簡(jiǎn)單說(shuō)明棧的使用：
push 函數(shù)在棧的頂部添加元素，pop 函數(shù)刪除棧頂?shù)脑?，top 函數(shù)查看棧頂元素。
class Stack: def push(self, value: T) -> None: pass def pop(self) -> T: pass def top(self) -> T: pass
分詞
分詞是 parse 階段的重要部分。
我們定義符號(hào) + - * / ( )。
將這些字符串中的這些符號(hào)替換為：空格 + 符號(hào) + 空格
+ => 空格+空格
將字符串按空格分割，得到最終的分詞
經(jīng)過(guò)上述操作，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)正數(shù)以及操作符的分詞功能。
重慶分公司
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# Python高效編程
def tokenize(expression: str) -> Generator[str, None, None]:
for symbol in symbols:
# 替換字符串
expression = expression.replace(symbol, f" {symbol} ") # 分割字符串 seq: List[str] = expression.split()為了實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)數(shù)的分詞，我們需要迭代分詞序列，將‘-’ 與后面的數(shù)字轉(zhuǎn)換成一個(gè)整體。我們有兩種情況將 - 視作負(fù)號(hào)，第一種情況，負(fù)號(hào)位于字符串的開頭；第二種情況，負(fù)號(hào)前一個(gè)符號(hào)為左括號(hào)。
# Python高效編程
for i, item in enumerate(expression.split()):
if item == "-":
# 兩種情況下，當(dāng)前符號(hào)設(shè)置為 ""
# 下一個(gè)符號(hào)設(shè)置為負(fù)數(shù)
if i - 1 < 0 or seq[i - 1] == "(":
seq[i] = ""
seq[i + 1] = f"-{seq[i + 1]}"
# 若字符串不為空，打印字符串
if seq[i]:
yield seq[i]中綴表達(dá)式
中綴表達(dá)式就是我們寫的各種表達(dá)式，如 3 + 2 * 4。我們希望將其轉(zhuǎn)化為后綴表達(dá)式，示例如下：
中綴表達(dá)式 ==> 1 + 5 * 4 + (3 * 2 + 4) * 6 后綴表達(dá)式 ==> 1 5 4 * + 3 2 * 4 + 6 * +
我們需要準(zhǔn)備一個(gè)棧 stack ，用于臨時(shí)存放操作符；準(zhǔn)備一個(gè)序列 seq，用來(lái)存放輸出結(jié)果，也就是后綴表達(dá)式。
轉(zhuǎn)化規(guī)則：
迭代分詞序列，遇到數(shù)字，就將數(shù)字輸出到序列 seq 中。
定義各個(gè)符號(hào)優(yōu)先級(jí)，其中 乘除 > 加減 > 右括號(hào)。比較當(dāng)前符號(hào)與棧頂元素的優(yōu)先級(jí)，如果當(dāng)前元素的優(yōu)先級(jí)小于等于棧頂元素的優(yōu)先級(jí)，就彈出棧頂元素，輸出到 seq 序列中，然后將當(dāng)前元素壓入棧中。如果當(dāng)前元素的優(yōu)先級(jí)大于棧頂元素的優(yōu)先級(jí)，或者當(dāng)前元素為右括號(hào)，我們直接將當(dāng)前元素壓入棧中。
如果遇到左括號(hào)，我們就彈出棧中元素，并輸出到 seq 序列中。其中，左右括號(hào)不輸出到序列中。
最后，將棧中剩余的符號(hào)輸出到 seq 序列中。
# Python高效編程 # 迭代 1 + 5 * 4 + (3 * 2 + 4) * 6 # 讀入 1 并輸出到 seq 中，將 + 壓入棧中 # 讀入 5 并輸出到 seq 中 stack ==> + seq ==> 1 5 # 讀入 *, * 優(yōu)先級(jí) > + 優(yōu)先級(jí) # 將 * 壓入棧中, 讀入 4 并輸出 stack ==> + * seq ==> 1 5 4 # 讀入 +， + 優(yōu)先級(jí) < * 優(yōu)先級(jí) # 將 * 輸出到 seq 序列中 # + 優(yōu)先級(jí) <= + 優(yōu)先級(jí)，+ 輸出 # 將 + 壓入棧中 stack ==> + seq ==> 1 5 4 * + # 讀入 (, 壓入棧中，讀入 3，壓入棧中 stack ==> + ( seq ==> 1 5 4 * + 3 # 讀入 *, 壓入棧中，讀入 2，壓入棧中 stack ==> + ( * seq ==> 1 5 4 * + 3 2 # 讀入 +，* 輸出，+ 壓入棧中， 4 輸出 stack ==> + ( + seq ==> 1 5 4 * + 3 2 * 4 # 讀入 )，+ 輸出，彈出 ( stack ==> + seq ==> 1 5 4 * + 3 2 * 4 + # 讀入 *, 壓入棧中, 6 輸出 stack ==> + * seq ==> 1 5 4 * + 3 2 * 4 + 6 # 將棧中剩余符號(hào)輸出 stack ==> seq ==> 1 5 4 * + 3 2 * 4 + 6 * +
代碼如下：
# Python高效編程
def parse_infix(expression: str) -> List[str]:
stack: Stack[str] = Stack()
result: List[str] = []
for expr in tokenize(expression):
if not is_float(expr) and expr not in symbols:
raise SymbolError()
if is_float(expr):
result.append(expr)
elif expr == ")":
while stack.top != "(":
result.append(stack.pop())
stack.pop()
elif expr == "(":
stack.push(expr)
elif stack.top and compare_priority(expr, stack.top):
result.append(stack.pop())
while stack.top and compare_priority(expr, stack.top):
result.append(stack.pop())
stack.push(expr)
else:
stack.push(expr)
while stack:
result.append(stack.pop())
return result后綴表達(dá)式
后綴表達(dá)式的規(guī)則：遇到數(shù)值就壓入棧中；遇到符號(hào)，就從棧中彈出兩個(gè)元素，計(jì)算兩個(gè)元素運(yùn)算結(jié)果，將得到的結(jié)果壓入棧中。
# Python高效編程 def parse_sufix(expression: List[str]) -> float: stack: Stack[str] = Stack() result: float = 0.0 for expr in expression: if is_float(expr): stack.push(expr) else: elem1: str = stack.pop() elem2: str = stack.pop() result = evaluate(expr, float(elem2), float(elem1)) stack.push(str(result)) if stack: result = float(stack.pop()) return result
到此，關(guān)于“Python中怎么使用棧實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)-成都網(wǎng)站建設(shè)公司網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！
