C语言编写的简单计算器程序

这两天在看一个C语言写的计算器程序，做了不少的功夫，跟着作者一步步的进行完善，了解了许多细节性的东西，在此自己做个总结，加深自己对程序的印象，也算是梳理。

在该计算器程序，能进行加减乘除、sin、cos、exp等操作，同时能进行数值保存功能。而该计算器使用逆波兰表示法。即所有运算符都跟在操作数的后面，比如下列表达式：
（1 - 2） * （4 + 5）采用逆波兰表示法表示为：1 2 - 4 5 + *
逆波兰表达法中不需要圆括号，只要知道每个运算符需要几个操作数就不会引起歧义。

计算器程序实现很简单，具体原理如下：

while（/* 下一个运算符或操作数不是文件结束指示符 */）if（/* 是数 */）/* 将该数压入到栈中 */else if （/* 是运算符 */）/* 弹出所需数目的操作数 *//* 执行运算 *//* 将结果压入到栈中 */else if （/* 是换行符 */）/* 弹出并打印栈顶的值 */else/* 出错 */

在程序设计中，使用模块化思想，getop函数来进行读入，该函数返回一个标识，用来标识读入的是什么类型。主循环体中根据该标识执行相应的动作。

以下是该程序：（我将所有函数和变量放在同一文件）

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>#define MAXOP 100
#define NUMBER '0'   //标识读入的是数字
#define NAME 'n'     //标识读入的是字符串（函数名或非法字符串）
#define ALPHA 26
int getop(char []);
void push (double);  //压栈
double pop(void);    //出栈
void clear(void);    //清空栈
void mathfnc(char []);   //执行相应的数学函数sin、cos、exp等int main(void)
{int type;int i, var = 0;double op1, op2,v;char s[MAXOP];double variable[ALPHA];for (i = 0; i < ALPHA; i++)    //初始化用于保存数值的变量数组variable[i] = 0.0;while ((type = getop(s)) != EOF)    //读取输入{switch (type){case NUMBER:push (atof(s));break;case NAME:mathfnc(s);break;case '+':push (pop() + pop());break;case '*':push (pop() * pop());break;case '-':op2 = pop();push (pop() - op2);break;case '/':op2 = pop();if (op2 != 0.0)push (pop() / op2);elseprintf ("error: zero divisor\n");break;case '%':op2 = pop();if (op2 != 0.0)push (fmod(pop(), op2));elseprintf ("error: zero divisor\n");break;case '?':    //打印栈顶元素op2 = pop();printf ("\t%.8g\n", op2);push (op2);break;case '=':   //保存数值pop();if (var >= 'A' && var <= 'Z')variable[var - 'A'] = pop();elseprintf ("error: no variable name\n");break;case 'c':clear();break;case 'd':   //复制栈顶元素op2 = pop();push(op2);push(op2);break;case 's':   //交换栈元素op1 = pop();op2 = pop();push(op1);push(op2);case '\n':v = pop();   //v保存最后的一次结果printf ("\t%.8g\n", v);break;default:if (type >= 'A' && type <= 'Z')push(variable[type - 'A']);else if (type == '@')   //输入的字符@表示最近一次结果值 push(v);elseprintf ("error: unknown command %s\n", s);break;}var = type;  }return 0;
}/* ----------------------------------------------------------- */#define MAXVAL 100int sp = 0;     //标识栈顶
double val[MAXVAL];void push(double f)
{if (sp < MAXVAL)val[sp++] = f;elseprintf ("error: stack full, can't push %g\n", f);
}double pop(void)
{if (sp > 0)return val[--sp];else{printf ("error: statck empty\n");return 0.0;}
}void clear(void)
{sp = 0;
}void mathfnc (char s[])
{double op2;if (strcmp (s, "sin") == 0)push(sin(pop()));else if(strcmp (s, "cos") == 0)push(cos(pop()));else if(strcmp (s, "exp") == 0)push(exp(pop()));else if(strcmp (s, "pow") == 0){op2 = pop();push (pow(pop(), op2));}elseprintf ("error: %s not supported\n", s);
}/* ----------------------------------------------------------- */#include <ctype.h>int getch(void);
void ungetch(int);int getop(char s[])
{int i, c;while ((s[0] = c = getch()) == ' ' || c == '\t')  //过滤开头的空白字符;s[1] = '\0';i = 0;if (islower(c))   //判断是否为小写字母，也即读取由小写字母组成的字符串{while (islower(s[++i] = c = getch()));s[i] = '\0';if (c != EOF)ungetch(c);if (strlen (s) > 1)return NAME;else return c;}if (!isdigit(c) && c != '.' && c != '-')return c;if (c == '-')     //用于判断是负数还是减操作          { if (isdigit(c = getch()) || c == '.')  s[++i] = c;else{if (c != EOF)ungetch(c);return '-';}}if (isdigit(c))      //收集整数部分while (isdigit(s[++i] = c = getch()));if (c == '.')    //收集小数部分while (isdigit(s[++i] = c = getch()));s[i] = '\0';if (c != EOF)ungetch(c);return NUMBER;
}/* ----------------------------------------------------------- */
/** 引用以下两个函数是因为：程序不能确定它已经读入的输入是否足够 ** 除非超前多读入一些输入，在本程序中，读入一些字符合成一个数字 ** 所以在看到第一个非数字字符之前，已经读入的数的完整性是不能确定的* 由于程序要超前读入一个字符，这样就导致最后又一个字符不属于当前所要读入的数 */#define BUFSIZE 100
char buf[BUFSIZE];
int bufp = 0;int getch(void)
{return (bufp > 0) ? buf[--bufp] : getchar();
}void ungetch (int c)
{if (bufp >= BUFSIZE)printf ("ungetch: too many characters\n");elsebuf[bufp++] = c;
}

该程序虽然简单，但是还是存在一些小小的问题，比如没有数据时进行pop的话，会打印栈中无数据同时返回数值0.0，在循环体中许多执行操作会将该数值保存到栈中，之后打印该值，用户体验度比较差。程序设计方面，模块化设计使得该程序容易增加功能而不影响其他模块，比如增加一些数学函数处理，在mathfnc函数中去添加，或增加一些运算符操作，可以在主循环体中增加。

总之，这次学习还是颇有收获。

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