观察数字规律，选择合适的一项填入括号中:5/2，4/3，13/8，3/2，17/01？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-09-26 11:58 标签： 在括号内填上合适的数

　　用户输入一个类似这样 3*( 4+ 50 )-(( 100 + 40 )*5/2- 3*2* 2/4+9)*((( 3 + 4)-4)-4) 这样的表达式，假设表达式里面除了包含空格、'+'、'-'、'*'、'/'和括号再无其他特殊符号，然后自己动手写代码解析其中的表达式，实现加减乘除，最后得出的结果与真实的计算机所算的结果必须一致。

  1. 用正则表达式处理字符串，只提取其中的数字和运算符，并转换成列表
  2. 编写一个函数，处理没有括号的基本运算的基本表达式
  3. 再写一个函数递归处理带有括号的函数，先计算最内部括号中的表达式, 然后将最内部的括号替换为计算后的结果, 在递归外部一层的, 最后返回的就是所需的结果

1.正则表达式处理用户输入字符串

　　这里我不会讲正则表达式具体的用法，要将的话都可以讲一本书了，我只讲本文用到的正则表达式。根据需求，我们需要提取出用户输入字符串中的数字和运算符到一个列表中，而空格将会被忽略掉，假设用户输入的表达式是 expression，我们可以写出下面的代码：

首先我们先看一下 findall 的用法，findall可以匹配所有符合规律的内容，返回包含结果的列表。'([\d\.]+|/|-|\+|\*)'是匹配规则，这里\d表示匹配一个数字，\.表示将.转义成数字上小数点 . ，不然在正则表达式里 . 可以匹配除了换行符以外的任意字符。[\d\.]+表示可以匹配至少由一个数字、或者小数点 . 组成的字符串，比如说，这里既可以匹配到100，也可以匹配到100.11。|/|-|\+|\* 表示匹配到+或-或*或/，()表示一组，这里意思是如果匹配到数字或者+或者-或者*或者/其中任意一个的话，就将其作为一组，然后添加到列表中去。

2.不含括号的表达式的计算

　　为了后面迭代算出有括号的表达式，我们先写一个没有括号的表达式，比如说像这样一个表达式 '100.5+40*5/2-3*2*2/4+9',对于这样的表达式我们肯定是计算乘除，在计算加减，计算一个最小计算单元后，再将结果放回列表中不断循环，直到算出整个不带括号的表达式，实现的代码如下：

while 1: #先将乘除运算计算完，在计算加减 else: #当上面的乘除计算完之后，就可以计算加减了 if l[0]=='-': #这里需要判断一下，如果列表里第一个符号是‘-’ l[0]=l[0]+l[1] #的话，表示第一个数是负数，所以我们需要将列表第一和第二项合并起来 return sum #最后返回这个不含括号表达式的结果

　　代码写到这里主要的功能实现了，但是上面的代码还有一个小问题，那就是如果我们的表达式如果是这样的 7*((1-4)-4) 我们按照程序流程执行的话执行一次fun的话，表达式变成这样 7*(-3-4),在执行一次的话就变成 7*-7，这样的话，我们在执行上面的fun函数就会出现问题，因为两个数字之间出现了两个运算符，所以我们要修改上面的函数使其能处理这种情况。

while 1: #先将乘除运算计算完，在计算加减 else: #当上面的乘除计算完之后，就可以计算加减了 if l[0]=='-': #这里需要判断一下，如果列表里第一个符号是‘-’ l[0]=l[0]+l[1] 　　　　　　 #的话，表示第一个数是负数，所以我们需要将列表第一和第二项合并起来 sum += float(l[0]) 　　　　　　 #做完上面的处理后列表中就只剩加减计算了， return sum 　　　　 #最后返回这个不含括号表达式的结果

到这里，我们就完成了不含括号表达式的运算，程序的一大半就完成了，下面我们在完成剩下的程序。

3.带有括号表达式的递归计算

首先计算最里面一个括号里的表达式，调用fun函数计算出其值，将其结果代替其括号，然后不停的递归调用直到获取最后的结果。

temp=0 #定义一个变量 存储括号表达式的结果 ex.pop() #删除刚才计算完的括号表达式里面 '(' 的位置

到这里所有的模块都完成了，一个简单的计算器就实现了，下面附上完整的代码

print(calculate(s)) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#5238098 print(calculate(s3)) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 #518.0

　　为了简洁性，上面完整的代码没有写注释，要看注释的话可以往文章的上面去查看，最后为了可以简单的对比计算器的正确性，就没有加入input部分来获取用户的输入，直接在代码中用字符串代替了，代码的最后可以看出代码正确的运行了，到这里简易计算器就完成了。

　　最近深入的学一下正则表达式，发现上面写的计算器，比较复杂，所以就想用正则在经行改写一下，下面是改写后的代码，改写后去除注释不到40行代码，非常简洁，下面来看一下代码

def remove_md(s): 　　　　　　　　# 将不含括号的表达式里的乘除先递归计算完 return s 　　　　　　　　# 没有乘除的话递归结束 else: 　　　　　　　　# 匹配一个最小乘除单元，调用multiply_divide计算，将结果拼接成一个新的表达式进行递归处理 def add_sub(s): 　　　　　　　　# 计算没有乘除的表达式，得出最后不包含括号表达式的运算结果 if l[0] == '-': 　　　　　　　　# 如果第一个数是负数，对其进行处理

　　看了上面的代码，是不是觉自己写代码还是好麻烦啊，那么Python有没有已经写好的函数帮我们完成这一功能了，作为追求简洁的python来说必须有，一行代码解决上面我们做的所有事，而且功能更加完善，那就是eval()函数，只需将要计算的表达式传递给eval函数即可算出结果。看到这里，是不是有点泪奔的感觉，白写了。其实不然，通过我们自己写，可以更好的理解实现的原理，并且加强自己写代码的能力。

【DOC】-九年义务教育全日制小学数学教学大纲(试用修订版2000年版

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