在現(xiàn)代編程實踐中，C++以其高效性、可擴(kuò)展性和面向?qū)ο蟮奶匦员粡V泛應(yīng)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(zhí)行基本的數(shù)學(xué)運算，還能處理更復(fù)雜的表達(dá)式，并提供用戶友好的交互界面。NLW28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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一、功能設(shè)計

多功能計算器將包含以下特性：NLW28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 支持加、減、乘、除四則運算。
• 支持括號，以處理運算優(yōu)先級。
• 提供用戶輸入驗證，確保輸入的表達(dá)式合法。
• 支持連續(xù)運算，即用戶可以在一次輸入中完成多個運算。
• 顯示運算結(jié)果和可能的錯誤信息。

二、代碼實現(xiàn)

為了實現(xiàn)上述功能，我們需要編寫一個能夠解析和計算數(shù)學(xué)表達(dá)式的程序。下面是一個簡化版的C++多功能計算器程序：NLW28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

#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(shù)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(shù)學(xué)表達(dá)式: ";      getline(cin, expression);        try {          double result = evaluateExpression(expression);          cout << "結(jié)果是: " << result << endl;      } catch (const invalid_argument& e) {          cout << "錯誤: " << e.what() << endl;      }        return 0;  } 

三、代碼解析

• compute函數(shù)：執(zhí)行基本的數(shù)學(xué)運算。它接收兩個double類型的操作數(shù)和一個char類型的運算符，然后根據(jù)運算符執(zhí)行相應(yīng)的運算并返回結(jié)果。
• evaluateExpression函數(shù)：使用兩個棧，一個用于值，一個用于運算符，來實現(xiàn)表達(dá)式求值。該函數(shù)按照運算符的優(yōu)先級處理表達(dá)式，并正確處理括號。
• main函數(shù)：程序的入口點。它首先提示用戶輸入一個數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后調(diào)用evaluateExpression函數(shù)計算表達(dá)式的結(jié)果，并將結(jié)果打印到屏幕上。如果在計算過程中發(fā)生錯誤，程序會捕獲異常并顯示錯誤信息。

四、程序運行

用戶可以在控制臺中輸入一個數(shù)學(xué)表達(dá)式，例如 "3 + 4 * (2 - 1) / 5"，然后程序會計算表達(dá)式的結(jié)果并顯示。如果用戶輸入了一個無效的表達(dá)式，程序會顯示一個錯誤信息。NLW28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

五、結(jié)論

這個C++多功能計算器程序展示了如何使用棧來處理復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并提供了用戶友好的交互界面。通過擴(kuò)展這個程序，可以添加更多的功能，比如支持更多的數(shù)學(xué)函數(shù)、提供圖形用戶界面等。NLW28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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