Python 70行代码实现简单算式计算器

描述：用户输入一系列算式字符串，程序返回计算结果。

要求：不使用eval、exec函数。

实现思路：找到当前字符串优先级最高的表达式，在算术运算中，()优先级最高，则取出算式最底层的()，再进行加减乘除运算。对于加减乘除，也要确立一个优先级，可以使用一个运算符列表，用for循环逐个处理运算符，并且要考虑同级情况(如for遍历至*时，也要考虑同级别的\是否要提前运算)。不断循环上述过程，直到最终得到一个结果。

关键点：使用re模块匹配出当前状态下优先级最高的算式。

result = re.search('\([^()]+\)',s)

实现代码：

import re

'''根据本逻辑，‘-’必须早于‘+’循环 否则特殊情况会报错

	原因是若出现符号--，会被处理为+，若+优先遍历，最后+将无法被处理'''

oper_char = ['^','*','/','-','+']

def format_str(s):

    '''除去空格和两边括号'''

    return s.replace(' ','').replace('(','').replace(')','')

def handle_symbol(s):

    '''处理多个运算符并列的情况'''

    return s.replace('+-','-').replace('--','+').replace('-+','-').replace('++','+')

def cal(x,y,opertor):

    '''加减乘除开方'''

    if opertor == '^':return x**y

    elif opertor == '*':return x*y

    elif opertor == '/':return x/y

    elif opertor == '+':return x+y

    elif opertor == '-':return x-y

def Bottom_operation(s):

    '''无括号运算  返回一个浮点数

		symbol用于判断返回值是正还是负'''

    symbol = 0

    s = handle_symbol(s)

    for c in oper_char:

        while c in s:

            id,char = (s.find(c),c)

            if c in ('*','/') and '*' in s and '/' in s:

                ids,idd = (s.find('*'),s.find('/'))

                id,char = (ids,'*') if ids <= idd else (idd,'/')

            if c in ('+','-') and '+' in s and '-' in s:

                ida,idd = (s.find('+'),s.find('-'))

                id,char = (ida,'+') if ida <= idd else (idd,'-')

            if id == -1:break

            left,right = ('','')

            for i in range(id - 1,-1,-1):

                if s[i] in oper_char:break

                left = s[i] + left

            for i in range(id + 1,len(s)):

			 if s[id+1] == '-':

			     right += s[i]

				continue

                if s[i] in oper_char:break

                right += s[i]

            if right == '' or left == '':

                if s[0] in ('-','+'):

                    if '+' not in s[1:] and '-' not in s[1:]:break

                    s = s[1:].replace('-','负').replace('+','-').replace('负','+')

                    symbol += 1

                    continue

                else:return '输入算式有误'

            old_str = left + char + right

            new_str = str(cal(float(left),float(right),char))

            s = handle_symbol(s.replace(old_str,new_str))

    return float(s) if symbol % 2 == 0 else -float(s)

def get_bottom(s):

    '''获取优先级最高的表达式'''

    res = re.search('\([^()]+\)',s)

    if res != None:return res.group()

if __name__ == '__main__':

    while True:

        s1 = input('请输入您要计算的表达式(支持加减乘除开方): ')

        while get_bottom(s1) != None:

            source = get_bottom(s1)

            result = Bottom_operation(format_str((source)))

            s1 = s1.replace(source,str(result))

        print(Bottom_operation(format_str(s1)))