在現代編程實踐中,C++以其高效性、可擴展性和面向對象的特性被廣泛應用。本文旨在介紹如何使用C++編寫一個功能更加豐富的計算器程序,該程序不僅能夠執行基本的數學運算,還能處理更復雜的表達式,并提供用戶友好的交互界面。
多功能計算器將包含以下特性:
為了實現上述功能,我們需要編寫一個能夠解析和計算數學表達式的程序。下面是一個簡化版的C++多功能計算器程序:
#include <iostream> #include <stack> #include <cctype> #include <sstream> using namespace std; double compute(double a, double b, char op) { switch (op) { case '+': return a + b; case '-': return a - b; case '*': return a * b; case '/': return (b != 0) ? a / b : throw invalid_argument("除數不能為0"); default: throw invalid_argument("無效的運算符"); } } double evaluateExpression(string s) { stack<double> values; stack<char> ops; for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i) { if (isdigit(s[i])) { size_t j = i; while (j < s.size() && (isdigit(s[j]) || s[j] == '.')) j++; double value = stod(s.substr(i, j - i)); values.push(value); i = j - 1; } else if (s[i] == ' ') { continue; } else if (s[i] == '(') { ops.push(s[i]); } else if (s[i] == ')') { while (!ops.empty() && ops.top() != '(') { double val2 = values.top(); values.pop(); double val1 = values.top(); values.pop(); char op = ops.top(); ops.pop(); values.push(compute(val1, val2, op)); } if (!ops.empty()) ops.pop(); // 彈出'(' } else if (s[i] == '+' || s[i] == '-' || s[i] == '*' || s[i] == '/') { while (!ops.empty() && (s[i] == '+' || s[i] == '-' || (s[i] == '*' || s[i] == '/') && (ops.top() == '*' || ops.top() == '/'))) { double val2 = values.top(); values.pop(); double val1 = values.top(); values.pop(); char op = ops.top(); ops.pop(); values.push(compute(val1, val2, op)); } ops.push(s[i]); } } while (!ops.empty()) { double val2 = values.top(); values.pop(); double val1 = values.top(); values.pop(); char op = ops.top(); ops.pop(); values.push(compute(val1, val2, op)); } return values.top(); } int main() { string expression; cout << "請輸入一個數學表達式: "; getline(cin, expression); try { double result = evaluateExpression(expression); cout << "結果是: " << result << endl; } catch (const invalid_argument& e) { cout << "錯誤: " << e.what() << endl; } return 0; }
用戶可以在控制臺中輸入一個數學表達式,例如 "3 + 4 * (2 - 1) / 5",然后程序會計算表達式的結果并顯示。如果用戶輸入了一個無效的表達式,程序會顯示一個錯誤信息。
這個C++多功能計算器程序展示了如何使用棧來處理復雜的數學表達式,并提供了用戶友好的交互界面。通過擴展這個程序,可以添加更多的功能,比如支持更多的數學函數、提供圖形用戶界面等。
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