一个简单的计算器.md

代码位置:

Github-Calculator

具体介绍:

最近看完了《Effective Morden C++》,里面主要讲解了 C++11/14 的一些的用法，但是暂时想不到用什么项目来写，就把大学的时候实现的一个计算器又做了一遍，顺便用到了刚刚学到的新知识，算是学以致用吧。这篇文章主要对这个计算器的项目做一个介绍，方便大家理解代码和进行扩展，闲话少说，言归正传。

## 1. 整体设计

1.1 逻辑设计

计算器的整体设计思路采用的算符优先文法，也就是确定算符的优先级，然后对该算符两侧的运算数进行运算，结果为一个运算数，然后采用递归的方法进行。

算符优先表

1.2 代码的设计

代码的整体架构的设计如下:

1.3 整体流程

• 解析运算运算式为Tokens。
• 是否为( Number ) 的形式
• 是，结束运算，结果为Number。
• 不是，从左到右寻找三个连续的运算符，他们的优先级为 Left Medium 和 Medium > Right ,然后对Medium 运算符左右的运算数进行运算，运算的结果替代 LeftNum Medium RightNum 的位置。 然后跳转到第2步。

2. 举例说明

*举个例子 * 例如对于 2+3*4-5 的分析处理过程如下

1. 第一步进行表达式分析，将表达式分析为符号表，分析后的结果如下。

为了方便运算，将表达式分析结果放在括号里，即最后的分析结果为

• 按照 em>1.3 /em>流程，这个表达式的分析过程如下

1. (2+34-5) 找到的运算符序列为 + * -，对的运算结果如下 3*4=12,运算后的表达式为 (2+12-5)
2. (2+12-5) 找到的运算符序列为 ( + -,对+的运算结果如下 2+12 =14,运算后的表达式为 (14-5)
3. (14-5) 找到的运算符序列为 ( - ),对 - 的运算结果如下 14-5=9，运算后的表达式为 (9)
4. 符合条件2，运算结束，结果为9。

3. 代码展示

3.1 CToken的代码

namespace calculater {  
class CToken
{
public:
    CToken(){};
    virtual TokenType getTokenType()=0;
    virtual std::string toString()=0;
    virtual ~CToken(){};
};
}

对于CToken来说，主要有两个作用

• 将字符串形式的表达式，表示为解析后的Token列表。
• 对数字和运算符提供抽象。

3.2 CTokenNumber的代码

namespace calculater {  
class TokenNumber:public CToken
{
public:
    explicit TokenNumber(const std::string& str);
    explicit TokenNumber(const double value );
    double   getValue() const;
    virtual  TokenType getTokenType() override final;
    virtual  std::string toString() override final;
private:
    double   m_value;
    std::string m_orgStr;
};
}

对于CTokenNumber来说，主要是用来表示表达式中的数字,用到的C++的知识点。

• namespace —-因为继承自CToken ，所以将其放在与 CToken 相同的命名空间下。
• overrite —-因为CTokenNumber ,重写了CToken 的 toString() 方法，使用override 关键字，可以让编译器进行检查，以防止重写错误。
• final —-因为toString() 没有被重写的需求，所以此处将方法声明为final ，防止被子类重写。

3.3 TokenOperator的代码

namespace calculater {  
class TokenOperator:public CToken
{
public:
    explicit TokenOperator();
    virtual ~TokenOperator();
    TokenType getTokenType() override final;
    virtual std::string toString() override;
    virtual OperatorType getOperatorType()=0;
    virtual OperatorPriority getOperatorPriority()=0;
    virtual TokenNumber compute(const TokenNumber& lhs,const TokenNumber& rhs)=0;
};
}

TokenOperator为所有运算符的父类，相对于CToken，这个类多提供三个函数。

• getOperatorType() ,获取运算符类型，最初的设计是为了做运算符的优先级的比较的。现在只作为运算符的类型标识。
• getOperatorPriority(),获取运算符的优先级级别，用于运算符优先级的比较，确定需要进行计算的运算符。
• TokenNumber compute(const TokenNumber& lhs,const TokenNumber& rhs),对运算数进行计算。
• virtual func()=0 —-声明虚函数=0，说明此类不提供虚函数的实现，且不可以进行实例化。