Qt之加减乘除四则运算-支持负数-白红宇

Qt之加减乘除四则运算-支持负数

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发布时间：2019-06-29

本文共 5593 字，大约阅读时间需要 18 分钟。

一、效果展示

如图1所示，是简单的四则运算测试效果，第一列为原始表达式，第二列为转换后的后缀表达式，冒号后为结果。表达式支持负数和空格，图中是使用了5组测试数据，测试结果可能不全，如大家发现算法有问题，可留言，谢谢。

图1 四则运算展示

测试代码如下

1 void lineedit::CalculateExpression() 2 { 3     QString reExp("1 + 2.3 * (23 + 3)"); 4     QString res = change(reExp);//0 1 - 2.3 23 3 + * + 5  6     QString reExp2("1*(-3)+2*(3+3)"); 7     QString res2 = change(reExp2); 8  9     QString reExp3("2*-3+-2.1*(3+3)");10     repairExpress(reExp3);11     QString res3 = change(reExp3);12 13     QString reExp4("2*(-3)+-2.1*(3+3)");14     repairExpress(reExp4);15     QString res4 = change(reExp4);16 17     QString reExp5("2*(0-(1.1-3)*3)+-2.1*(3+3)");18     repairExpress(reExp5);19     QString res5 = change(reExp5);20 21     qDebug() << reExp << '\t'<< res << ":" << CalExp(res.split(' ', QString::SkipEmptyParts));22     qDebug() << reExp2 << '\t'<< res2 << ":" << CalExp(res2.split(' ', QString::SkipEmptyParts));23     qDebug() << reExp3 << '\t'<< res3 << ":" << CalExp(res3.split(' ', QString::SkipEmptyParts));24     qDebug() << reExp4 << '\t'<< res4 << ":" << CalExp(res4.split(' ', QString::SkipEmptyParts));25     qDebug() << reExp5 << '\t'<< res5 << ":" << CalExp(res5.split(' ', QString::SkipEmptyParts));26 }

二、一些小技巧

　　在网上找了很多四则运算帖子，讲的都挺不错，思路很清晰，可是很少有拿来直接能用的，并且大多数的都不支持负数运算，既然是四则运算当然需要支持负数运算了，在这里我们只需要使用一点儿小技巧即可。

1、针对负号进行字符串修复例如:-1*-3+2*(3+3) -> (0-1)*(0-3)+2*(3+3)。

1 //针对负号进行字符串修复 例如:-1*-3+2*(3+3) -> (0-1)*(0-3)+2*(3+3) 2 void repairExpress(QString & express) 3 { 4     bool repair = false; 5     int lpos = -1, rpos = -1; 6     QString result; 7     for(int i = 0; i < express.size(); ++i) 8     { 9         QChar c = express[i];10         if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/')//出现符号时记录11         {12             if (repair)13             {14                 result.append(')');15                 lpos = -1;16                 repair = false;17             }18 19             if (c == '-'&&20                 (i == 0  || lpos != -1 && lpos == i - 1))21             {22                 result.append('(');23                 repair = true;24             }25 26             lpos = i;27         }28 29         result.append(c);30     }31 32     express = result;33 }

2、为了方便后续我们计算表达式，在中缀表达式转后缀表达式时，我们在数字和负号之间加了一个空格。

1 //数字和负号之间插入空格， 方便后续计算时分割2 void rettifyExpress(QString & express)3 {4     if (express.endsWith(' ') == false)5     {6         express.append(' ');7     }8 }

三、后缀表达式

中缀表达式：是一个通用的算术或逻辑公式表示方法，是以中缀形式处于的中间（例：3 + 4），中缀表达式是人们常用的算术表示方法。

后缀表达式：后缀表达式，指的是不包含括号，放在两个运算对象的后面，所有的计算按运算符出现的顺序，严格从左向右进行（不再考虑运算符的优先规则）。

中缀表达式转后缀表达式的方法：

1.遇到操作数：直接输出（添加到后缀表达式中）

2.栈为空时，遇到运算符，直接入栈

3.遇到左括号：将其入栈

4.遇到右括号：执行出栈操作，并将出栈的元素输出，直到弹出栈的是左括号，左括号不输出。

5.遇到其他运算符：加减乘除：弹出所有优先级大于或者等于该运算符的栈顶元素，然后将该运算符入栈

6.最终将栈中的元素依次出栈，输出。

下边我直接给出实现代码

1 //中缀表达式转后缀表达式 2 QString change(const QString & s_mid) 3 {   4     QString result; 5     QStack
      
        stk; 6  7     QMap
       
         op;//利用map来实现运算符对应其优先级 8     op['(']=0; 9     op[')']=0;10     op['+']=1;11     op['-']=1;12     op['*']=2;13     op['/']=2;14     auto iter = s_mid.begin();15     for(int i = 0; i < s_mid.size(); ++i)16     {17         QChar c = s_mid[i];18         if (c == ' ')19         {20             continue;21         }22         if (c == '-' &&23             (i == 0 || op.contains(s_mid[i-1])))//可能为负号24         {25             result.append('0');26         }27         if(op.contains(c))//判断该元素是否为运算符28         {29             if(c == ')')//情况230             {31                 while(stk.top() != '(')32                 {33                     rettifyExpress(result);34                     result.append(stk.top());35                     stk.pop();36                 }37                 stk.pop();38             }39             else if(stk.empty() || c == '(' || op[c] > op[stk.top()])//情况1、情况340             {41                 stk.push(c);42             }43             else if(op[c] <= op[stk.top()])//情况344             {45                 while(op[c] <= op[stk.top()] && (!stk.empty()))46                 {47                     rettifyExpress(result);48                     result.append(stk.top());49                     stk.pop();50                     if(stk.empty()) break;51                 }52                 stk.push(c);53             }54 55             rettifyExpress(result);56         }57         else58         {59             result.append(c);60         }61     }62 63     while(stk.empty() == false)//当中缀表达式输出完成，所有元素出栈64     {65         rettifyExpress(result);66         result.append(stk.top());67         stk.pop();68     }69 70     return result;71 }

View Code

四、表达式计算

通过后缀表达式计算时，我们就不需要考虑优先级了，只需要严格按照从左向右，遇到负号取之前的两个数值进行计算即可。

1 //计算表达式值 2 double CalExp(const QStringList & express) 3 { 4     double result; 5     QStack
     
       stk; 6     for (int i = 0; i < express.size(); ++i) 7     { 8         QString item = express[i]; 9         if (item.size() == 1 && 10             (item.at(0) == "+" || item.at(0) == "-" || item.at(0) == "*" || item.at(0) == "/"))11         {12             double r = stk.pop().toDouble();13             double l = stk.pop().toDouble();14             switch(item.at(0).toLatin1())15             {16             case '+':17                 result = l + r;break;18             case '-':19                 result = l - r;break;20             case '*':21                 result = l * r;break;22             case '/':23                 result = l / r;break;24             }25 26             stk.push_back(QString::number(result));27         }28         else 29         {30             stk.push_back(item);31         }32     }33 34     return result;35 }

五、下载链接

参考文章：

1、

2、

转载地址：http://wprum.baihongyu.com/

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