Интерпретатор уравнений. Первый шаг на пути к строчному калькулятору

@Serg1234321 · Регистрация: 03.08.2019

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте.

Задача следующая:
В виде строки вводится синтаксически правильное выражение (хотя потом думаю допилить с проверкой синтаксиса). Программа должна посчитать результат. The end
Проще говоря, мы вводим string = "324+32*(345-2)", и получаем результат

Некоторые нюансы:
Хотелось бы именно с использованием string, stoi, рекурсии, т.к. не так давно ознакомился с этими темами, и хотел бы более подробно разобраться, прежде чем переходить к новым. Но любые варианты приветствуются!

Мои проблемы:
1) Много костылей, неприменимых в частных случаях. С одним костылем считает правильно одну строку, с другим - другую, но первую - уже не нет
2) Общая логика очень нагромождена лишним
3) Не могу свести все к однообразному алгоритму, как следствие - имеем первые 2 пункта

2 варианта кода:

1 вариант (с выводом на экран некоторых промежуточных этапов)

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
 
int make_math(std::string s, int& i, int res = 0, bool flag = 0, bool flag2 = 0);
 
int main() {
    setlocale(LC_ALL, "Russian");
    std::string s1, s2;
    s1 = "2+4*(3-5)"; //=-6
    s2 = "2+4*(3-5)+2"; //=-4
    int i = 0;
    std::cout << "\n\n@выход " << make_math(s2, i);
    std::cout << std::endl << std::endl;
    system("pause");
}
 
int make_math(std::string s, int& i, int res, bool flag, bool flag2) {
    std::string stemp;
    int itemp{};
    for (i; i <= s.size(); i++) { //в конце есть \0, по ней можно чек запись ласта, но надо "выйти за границы" на 1 символ
        std::cout << "iter " << i << std::endl;
        if (s[i] == '\0') return res;
        if (s[i] == '(') {
            i++;
            std::cout << "входим в скобку\n";
            res += itemp + make_math(s, i, 0, 0, 1);
        }
        if (s[i] != '+' && s[i] != '-' && s[i] != '*' && s[i] != '/' && s[i] != '(' && s[i] != ')' && s[i] != '\0') {
            stemp.append(s, i, 1);
            std::cout << "не воткнулись в знак, стемп = " << stemp << std::endl;
        } 
        else if (stemp != "") { //если s[i] знак и есть число есть
            itemp = stoi(stemp); //получаем рабочий инт
            if (s[i] == '-') stemp = "-"; //для минусов предзапись
            else stemp = "";
            std::cout << "воткнулись в знак, stemp = " << stemp << std::endl;
            if (s[i] == '*') {
                std::cout << "входим в *" << std::endl;
                i++;
                res += itemp * make_math(s, i, 0, 1, 0);
            }
            else if (s[i] == '/') {
                std::cout << "входим в /" << std::endl;
                i++;
                res += itemp / make_math(s, i, 0, 1, 0);
            }
            else {
                res += itemp;
                std::cout << "res " << res << std::endl;
            }
            if (flag == 1) {
                i--;
                return res;
            }
            if (s[i] == ')' && flag2 == 1) {
                std::cout << "вернули сподскобки " << res << std::endl;
                return res;
            }
        
        }
        else if (stemp == "" && s[i] == '-') stemp = "-";
    }
    return res;
}

2 вариант (без вывода промежуточных значений, выводим только конечный результат)

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
 
int make_math(std::string s, int& i, int res = 0, bool flag = 0, bool flag2 = 0);
 
int main() {
    setlocale(LC_ALL, "Russian");
    std::string s1, s2;
    s1 = "2+4*(3-5)"; //=-6
    s2 = "2+4*(3-5)+2"; //=-4
    int i = 0;
    std::cout << "\n\n@выход " << make_math(s2, i);
    std::cout << std::endl << std::endl;
    system("pause");
}
 
int make_math(std::string s, int& i, int res, bool flag, bool flag2) {
    std::string stemp;
    int itemp{};
    for (i; i <= s.size(); i++) { //в конце есть \0, по ней можно чек запись ласта, но надо "выйти за границы" на 1 символ
        if (s[i] == '\0') return res;
        if (s[i] == '(') {
            i++;
            res += itemp + make_math(s, i, 0, 0, 1);
        }
        if (s[i] != '+' && s[i] != '-' && s[i] != '*' && s[i] != '/' && s[i] != '(' && s[i] != ')' && s[i] != '\0') {
            stemp.append(s, i, 1);
        }
        else if (stemp != "") { //если s[i] знак и есть число есть
            itemp = stoi(stemp); //получаем рабочий инт
            if (s[i] == '-') stemp = "-"; //для минусов предзапись
            else stemp = "";
            if (s[i] == '*') {
                i++;
                res += itemp * make_math(s, i, 0, 1, 0);
            }
            else if (s[i] == '/') {
                i++;
                res += itemp / make_math(s, i, 0, 1, 0);
            }
            else {
                res += itemp;
            }
            if (flag == 1) {
                i--;
                return res;
            }
            if (s[i] == ')' && flag2 == 1) {
                return res;
            }
        }
        else if (stemp == "" && s[i] == '-') stemp = "-";
    }
    return res;
}

Допустим даже в таком варианте мы можем верно посчитать s1, но с s2 возникают проблемы

@Catstail · 06.01.2021, 09:49

"Интерпретатор уравнений" - неправильное название. Это вычислитель формул, заданных в традиционной инфиксной нотации. Один из классических алгоритмов - алгоритм Бауэра:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <string>
#include <stack>
#include <cmath>
 
using namespace std;
 
// string -> double
 
double s2d(string s)
{
      int i,f=0;
      char a;
      double ce=0,fr=0,pw=1.0;
      for (i=0; i<s.size(); i++)
      {
          a=s[i];
          if (a=='.') 
             f=1;
          else
             if (f==0)
                ce=ce*10.0+(double)(a-'0');
             else
             {
                fr=fr*10.0+(double)(a-'0');
                pw=pw*10.0;
             }        
      }
      return ce+fr/pw;
}
 
// Проверка: символ a присутствует в строке s
 
int isIn(char a, string s)
{
    int i,n=s.size();
    for (i=0; i<n; i++)
        if (s[i]==a) return i;
    return -1;
}    
 
string * parse(string formula)
{
       int n=formula.size();
       string *res = new string[n+1]; // один лишний элемент - на случай, если каждый символ есть лексема.
       string tmp;                    // это аккумулятор
       char a;                        // это очередной символ
       int i,ptr;                     // ptr - номер очередной позиции в res
       
       ptr=0;
       tmp="";
       
       for (i=0; i<=n; i++) res[i]=""; // чистка res
       
       for (i=0; i<n; i++)             // цикл по символам формулы
       {
           a=formula[i];               // очередной символ
           if (isIn(a,"+-*/^()") >= 0) // это разделитель???
           {
                                       // да                    
             if (tmp.size()>0) res[ptr++]=tmp; // если аккумулятор непуст - сбросим его в res
             res[ptr++]=string(1,a);           // а в следующую позицию - найденный разделитель
             tmp="";                           // аккумулятор чистим                 
           }
           else                        // это не разделитель
           {
             tmp=tmp+string(1,a);      // приклеим его к аккумулятору
           }  
       }
       // если в аккумуляторе что-то осталось - сбросим
       if (tmp.size()>0) res[ptr++]=tmp;
       return res;
}
 
int prty(char op)
{
    switch (op)
    {
       case '(':
            return 0;
       case '+':
       case '-':
            return 1;
       case '*':
       case '/':
            return 2;
       case '^':
            
            return 3;
       default:
            return -1;        
    }
}            
 
double exec(char op, double a1, double a2)
{
    double r;   
    switch (op)
    {
        case '+':
             r=a1+a2;
             return r;
        case '-':
             r=a1-a2;
             return r;
        case '*':
             r=a1*a2;
             return r;
        case '/':
             r=a1/a2;
             return r;
        case '^':
             r=pow(a1,a2);
             return r;
    }            
}                        
 
double calc(string formula)
{
    stack <double> s1;
    stack <char>   s2;
 
    int i,ilex=0,p1,p2;
    double v,a1,a2,r;
    string curr; 
 
    string *lex=parse(formula);
 
    while(lex[ilex] != "")
    {
       curr=lex[ilex++];        
       
       if (curr[0]>='0' && curr[0]<='9')    // Число - в s1
       {
          v=s2d(curr);
          s1.push(v);
       }
       else                                 // разделитель
       {                 
          if ((curr[0]=='(') || s2.empty()) // левая скобка или первая операция 
          {    
             s2.push(curr[0]);
          }
          else 
          {
             if (curr[0]==')')              // опустошение до открывающей скобки
             {
                while(1)   
                {
                  if (s2.top()=='(')         
                  {
                     s2.pop();
                     break;
                   }                        
                   a2=s1.top();
                   s1.pop();
                   a1=s1.top();
                   s1.pop();
                   r=exec(s2.top(),a1,a2);
                   s1.push(r);
                   s2.pop(); 
                } 
             }
             else 
             {
                p1=prty(s2.top());          // приоритет вершины стека
                p2=prty(curr[0]);           // приоритет новой операции
             
                if (p2>p1)                  // более приоритетная операция 
                {
                   s2.push(curr[0]);
                }
                else
                {
                   a2=s1.top();
                   s1.pop();
                   a1=s1.top();
                   s1.pop();
                   r=exec(s2.top(),a1,a2);
                   s1.push(r);
                   s2.pop(); 
                   s2.push(curr[0]);
                }
             }   
          }             
       }      
    }           
 
    // Финишное опустошение стека
     
    while(1)
    {
       if (s2.empty())  break;
       a2=s1.top();
       s1.pop();
       a1=s1.top();
       s1.pop();
       r=exec(s2.top(),a1,a2);
       s1.push(r);
       s2.pop(); 
    }
 
    delete [] lex;
     
    return s1.top();
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    string formula="(23.9+7)/(2+3)";
 
    double r=calc(formula);
 
    cout << r << endl;
    
}

@likehood · 06.01.2021, 10:00

Сообщение от Serg1234321

Хотелось бы именно с использованием string, stoi, рекурсии

Ищите информацию по ключевым словам "метод рекурсивного спуска".

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Оттенки серого Argus19 18.03.2026 Оттенки серого Нашёл в интернете 3 прекрасных модуля: Модуль класса открытия диалога открытия/ сохранения файла на Win32 API; Модуль класса быстрого перекодирования цветного изображения в оттенки. . .	SDL3 для Desktop (MinGW): Рисуем цветные прямоугольники с помощью рисовальщика SDL3 на Си и C++ 8Observer8 17.03.2026 Содержание блога Финальные проекты на Си и на C++: finish-rectangles-sdl3-c. zip finish-rectangles-sdl3-cpp. zip	Символические и жёсткие ссылки в Linux. algri14 15.03.2026 Существует два типа ссылок — символические и жёсткие. Ссылка в Linux — это запись в каталоге, которая может указывать либо на inode «файла-ИСТОЧНИКА», тогда это будет «жёсткая ссылка» (hard link),. . .	[Owen Logic] Поддержание уровня воды в резервуаре количеством включённых насосов: моделирование и выбор регулятора ФедосеевПавел 14.03.2026 Поддержание уровня воды в резервуаре количеством включённых насосов: моделирование и выбор регулятора ВВЕДЕНИЕ Выполняя задание на управление насосной группой заполнения резервуара,. . .
делаю науч статью по влиянию грибов на сукцессию anaschu 13.03.2026 прикрепляю статью	SDL3 для Desktop (MinGW): Создаём пустое окно с нуля для 2D-графики на SDL3, Си и C++ 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога Финальные проекты на Си и на C++: hello-sdl3-c. zip hello-sdl3-cpp. zip Результат:	Установка CMake и MinGW 13.1 для сборки С и C++ приложений из консоли и из Qt Creator в EXE 8Observer8 10.03.2026 Содержание блога MinGW - это коллекция инструментов для сборки приложений в EXE. CMake - это система сборки приложений. Здесь описаны базовые шаги для старта программирования с помощью CMake и. . .	Как дизайн сайта влияет на конверсию: 7 решений, которые реально повышают заявки Neotwalker 08.03.2026 Многие до сих пор воспринимают дизайн сайта как “красивую оболочку”. На практике всё иначе: дизайн напрямую влияет на то, оставит человек заявку или уйдёт через несколько секунд. Даже если у вас. . .