第一次作业计算器软件的设计

一、基本功能描述

     简易计算器包括基本的四则运算（加、减、乘、除）及开方运算。

二、实验环境

      1、操作系统：Windows11

       2、开发工具：Dev-c++

三、程序流程图

    1、加法

 2、乘法

 3、除法

 4、减法

 四、开方代码

 #include<stdio.h>

#include<math.h>
double kaifang(int a){
if(a<0){
printf("负数无法开方");
return 65535.0f;
}
double x=1.0f,y=0.0f,k=0.0f;
y=x*x-a;
while(abs(y)>=0.001f){
k=2*x;
x=x-(y*1.0f)/k;
y=x*x-a;
}
return x;
}

int main(){
printf("请输入一个非负整数");
int a=0;
scanf("%d",&a);
double c=kaifang(a);
if(c==65535.0f){
printf("输入有误");
}else{
printf("a的算术平方根是%f和-%f",c,c);
}
return 0;
}

五、完整代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#include <windows.h>
#include <conio.h>
void display_calculator(); // 显示计算器界面
void input_expression(char* expression, int size); // 获取用户输入的表达式，直接在应该显示表达式的位置显示
void gotoxy(int x, int y); // 设置光标的位置
void display_ending(); // 显示结束界面
void zhuanhuan(char g[], char e[]); // 处理输入的表达式，去除空格等
int is_operation(char op); // 判断字符是否为运算符
int priority(char op); // 获取运算符的优先级
void postfix(char e[], char f[]); // 将处理后的表达式转换为后缀表达式
double readnum(char f[], int* i); // 从字符串中读取一个数字
double evalpost(char f[]); // 计算后缀表达式的值
int is_valid_expression(const char* expression); // 检查表达式是否合法

void gotoxy(int x, int y) {
COORD coord = { x, y };
SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), coord);
}
void display_calculator() {
gotoxy(10, 1);
printf("__________________________________");
gotoxy(10, 2);
printf("| | | |");
gotoxy(10, 3);
printf("| 欢迎使用多功能计算器 |");
gotoxy(10, 4);
printf("| |_____________________________| |");
gotoxy(10, 5);
printf("| | 学号姓名| |");
gotoxy(10, 6);
printf("| |_____________________________| |");
gotoxy(10, 7);
printf("| |");
gotoxy(10, 8);
printf("|___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ _|");
gotoxy(10, 9);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 10);
printf("|| ⑨ | | ⑧ | | ⑦ | | * | |");
gotoxy(10, 11);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 12);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 13);
printf("|| ⑥ | | ⑤ | | ④ | | - | |");

gotoxy(10, 14);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 15);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 16);
printf("|| ③ | | ② | | ① | | + | |");
gotoxy(10, 17);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 18);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 19);
printf("|| | | = | | | | / | |");
gotoxy(10, 20);
printf("| _____ _____ _____ _____ |");
gotoxy(10, 21);
printf("__________________________________");

}

void input_expression(char* expression, int size) {
char c;
int index = 0;

gotoxy(12, 7);

while (1) {
c = _getch(); // 逐字符读取输入

if (c == '\r' || c == '\n') { // 回车或换行表示输入结束
expression[index] = '\0';
break;
}
else if (c == '\b' && index > 0) { // 处理退格
index--;
gotoxy(25 + index, 7);
printf(" ");
gotoxy(25 + index, 7);
}
else if (isprint(c) && index < size - 1) { // 只接受可打印字符
expression[index++] = c;
printf("%c", c);
}
}
}

void zhuanhuan(char g[], char e[]) {
int i, j;
for (i = 0, j = 0; g[i] != '\0'; i++) {
if (g[i] == '-' && (i == 0 || g[i - 1] == '(')) {
e[j++] = '0';

e[j++] = g[i];
}
e[j] = '\0';
}
int is_operation(char op) {
if (op == '+' || op == '-' || op == '*' || op == '/') {
return 1;
}
return 0;
}

int priority(char op) {
if (op == '+' || op == '-') {
return 1;
}
else if (op == '*' || op == '/') {
return 2;
}
return 0;
}

void postfix(char e[], char f[]) {
int i, j, k;
char stack[100];
int top = -1;

for (i = 0, j = 0; e[i] != '\0'; i++) {
if (isdigit(e[i]) || e[i] == '.') {
f[j++] = e[i];
if (!isdigit(e[i + 1]) && e[i + 1] != '.') {
f[j++] = ' ';
}
}
else if (e[i] == '(') {
stack[++top] = e[i];
}
else if (is_operation(e[i])) {
while (top >= 0 && priority(stack[top]) >= priority(e[i])) {
f[j++] = stack[top--];
}
stack[++top] = e[i];
}
else if (e[i] == ')') {
while (top >= 0 && stack[top] != '(') {
f[j++] = stack[top--];
}
top--; // Pop the left parenthesis
}
}

while (top >= 0) {
f[j++] = stack[top--];
}
f[j] = '\0';
}
double readnum(char f[], int* i) {
double num = 0.0;
double decimal = 0.1;
int is_decimal = 0;

while (isdigit(f[*i]) || f[*i] == '.') {
if (f[*i] == '.') {
is_decimal = 1;
}
else {
if (is_decimal) {
num += (f[*i] - '0') * decimal;
decimal *= 0.1;
}
else {
num = num * 10 + (f[*i] - '0');
}
}
(*i)++;
}
return num;
}
double evalpost(char f[]) {
double stack[100];
int top = -1;
double num1, num2;

for (int i = 0; f[i] != '\0'; i++) {
if (isdigit(f[i]) || f[i] == '.') {
stack[++top] = readnum(f, &i);
}
else if (f[i] == ' ') {
continue;
}
else if (is_operation(f[i])) {
num2 = stack[top--];
num1 = stack[top--];

switch (f[i]) {
case '+':
stack[++top] = num1 + num2;
break;
case '-':
stack[++top] = num1 - num2;

break;
case '*':
stack[++top] = num1 * num2;
break;
case '/':
stack[++top] = num1 / num2;
break;
}
}
}
return stack[top];
}

int is_valid_expression(const char* expression) {
int parentheses_count = 0;
int last_char_is_operator = 0;

for (int i = 0; expression[i] != '\0'; i++) {
if (isdigit(expression[i]) || expression[i] == '.') {
last_char_is_operator = 0;
}
else if (is_operation(expression[i])) {
if (last_char_is_operator) {
return 0;
}
last_char_is_operator = 1;
}
else if (expression[i] == '(') {
parentheses_count++;
last_char_is_operator = 0;
}
else if (expression[i] == ')') {
parentheses_count--;
if (parentheses_count < 0) {
return 0;
}
last_char_is_operator = 0;
}
else {
return 0;
}
}

if (parentheses_count != 0) {
return 0;
}

return 1;
}

void display_ending() {
system("cls");
printf("##########################\n");
printf("# #\n");
printf("# 谢谢使用 #\n");
printf("# #\n");
printf("##########################\n");
}

int main() {
char input_expr[100]; // 用于存储用户输入的表达式
char processed_expression[100]; // 用于存储处理后的表达式（去除空格等）
char postfix_expression[100]; // 用于存储后缀表达式
double result; // 用于存储计算结果
int continue_calculating = 1; // 标志位，用于判断是否继续计算
int user_choice; // 用户选择：继续计算或退出

display_calculator(); // 显示计算器界面

while (continue_calculating) {
input_expression(input_expr, sizeof(input_expr));

if (!is_valid_expression(input_expr)) {
gotoxy(12, 7);
printf("输入不合法，请按回车重新输入\n");
while (getchar() != '\n'); // 等待用户按回车
display_calculator(); // 显示新的计算器界面
continue; // 跳过本次循环的剩余部分
}

zhuanhuan(input_expr, processed_expression);
postfix(processed_expression, postfix_expression);
result = evalpost(postfix_expression);
gotoxy(12 + strlen(input_expr) + 1, 7);
printf(" = %.2f\n", result);

gotoxy(50, 15);
printf("继续计算/退出:1/0: ");
scanf("%d", &user_choice);
while (getchar() != '\n'); // 清空输入缓冲区，防止干扰下次输入

if (user_choice == 0) {
continue_calculating = 0;
}
else {
// 清除输入表达式行
gotoxy(12, 7);
for (int i = 0; i < strlen(input_expr) + 100; i++) {
printf(" ");
}

gotoxy(12, 7);
}
}

display_ending();
system("pause");
return 0;
}

六、调试结果

1、加法

 2、减法

 3、乘法

 4、除法

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