Вычисление значения математического выражения (обучающий пример)

Question

Есть такой калькулятор, как можно этот код уменьшить, также поставить валидацию?

class Logic
{
    static public double Calculate(string input)
    {

        {
            string output = GetExpression(input);
            double result = Counting(output);
            return result;
        }
    }


    static private string GetExpression(string input)
    {
        {
            string output = string.Empty;
            Stack<char> operStack = new Stack<char>();

            for (int i = 0; i < input.Length; i++)
            {

                if (IsDelimeter(input[i]))
                    continue;


                if (Char.IsDigit(input[i]))
                {

                    while (!IsDelimeter(input[i]) && !IsOperator(input[i]))
                    {
                        output += input[i];
                        i++;

                        if (i == input.Length) break;
                    }

                    output += " ";
                    i--;
                }


                if (IsOperator(input[i]))
                {
                    if (input[i] == '(')
                        operStack.Push(input[i]);
                    else if (input[i] == ')')
                    {

                        char s = operStack.Pop();

                        while (s != '(')
                        {
                            output += s.ToString() + ' ';
                            s = operStack.Pop();
                        }
                    }
                    else
                    {
                        if (operStack.Count > 0)
                            if (GetPriority(input[i]) <= GetPriority(operStack.Peek()))
                                output += operStack.Pop().ToString() + " ";

                        operStack.Push(char.Parse(input[i].ToString()));

                    }
                }
            }


            while (operStack.Count > 0)
                output += operStack.Pop() + " ";

            return output;
        }
    }


    static private double Counting(string input)
    {
        {
            double result = 0; //Результат
            Stack<double> temp = new Stack<double>();

            for (int i = 0; i < input.Length; i++)
            {

                if (Char.IsDigit(input[i]))
                {
                    string a = string.Empty;

                    while (!IsDelimeter(input[i]) && !IsOperator(input[i]))
                    {
                        a += input[i];
                        i++;
                        if (i == input.Length) break;
                    }
                    temp.Push(double.Parse(a));
                    i--;
                }
                else if (IsOperator(input[i]))
                {

                    double a = temp.Pop();
                    double b = temp.Pop();

                    switch (input[i])
                    {
                        case '+': result = b + a; break;
                        case '-': result = b - a; break;
                        case '*': result = b * a; break;
                        case '/': result = b / a; break;
                        case '^': result = double.Parse(Math.Pow(double.Parse(b.ToString()), double.Parse(a.ToString())).ToString()); break;
                    }
                    temp.Push(result);
                }
            }
            return temp.Peek();
        }
    }
    static private bool IsDelimeter(char c)
    {
        if ((" =".IndexOf(c) != -1))
            return true;
        return false;
    }
    static private bool IsOperator(char с)
    {
        if (("+-/*^()".IndexOf(с) != -1))
            return true;
        return false;
    }
    static private byte GetPriority(char s)
    {
        switch (s)
        {
            case '(': return 0;
            case ')': return 1;
            case '+': return 2;
            case '-': return 3;
            case '*': return 4;
            case '/': return 4;
            case '^': return 5;
            default: return 6;
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        while (true)
        {
            Console.Write("Введите выражение: ");
            string text = Console.ReadLine();
            if (text.Length == 0) break;
            Console.WriteLine(Logic.Calculate(text));
        }
    }
}

Answer 1

На гениальность не претендую, многое сделано "в лоб", но следующий код вроде-как работает без ошибок.

public static class Calculator
{
    private const string numberChars = "01234567890.";
    private const string operatorChars = "^*/+-";

    public static double Calculate(string expression)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(expression))
            throw new ArgumentException("Пустое выражение недопустимо", nameof(expression));

        CheckParenthesis(expression);

        return EvaluateParenthesis(expression);
    }

    private static double EvaluateParenthesis(string expression)
    {
        string planarExpression = expression;
        while (planarExpression.Contains('('))
        {
            int clauseStart = planarExpression.IndexOf('(') + 1;
            int clauseEnd = IndexOfRightParenthesis(planarExpression, clauseStart);
            string clause = planarExpression.Substring(clauseStart, clauseEnd - clauseStart);
            planarExpression = planarExpression.Replace("(" + clause + ")", EvaluateParenthesis(clause).ToString());
        }
        return Evaluate(planarExpression);
    }

    private static int IndexOfRightParenthesis(string expression, int start)
    {
        int c = 1;
        for (int i = start; i < expression.Length; i++)
        {
            switch (expression[i])
            {
                case '(': c++; break;
                case ')': c--; break;
            }
            if (c == 0) return i;
        }
        return -1;
    }

    private static void CheckParenthesis(string expression)
    {
        int i = 0;
        foreach (char c in expression)
        {
            switch (c)
            {
                case '(': i++; break;
                case ')': i--; break;
            }
            if (i < 0)
                throw new ArgumentException("Не хватает '('", nameof(expression));
        }
        if (i > 0)
            throw new ArgumentException("Не хватает ')'", nameof(expression));
    }

    private static double Evaluate(string expression)
    {
        string normalExpression = expression.Replace(" ", "");
        List<char> operators = normalExpression.Split(numberChars.ToCharArray(), StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries).Select(x => x[0]).ToList();
        List<double> numbers = normalExpression.Split(operatorChars.ToCharArray(), StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries).Select(x => double.Parse(x)).ToList();

        if (operators.Count + 1 != numbers.Count)
            throw new ArgumentException($"Неверный синтаксис в выражении '{expression}'", nameof(expression));

        foreach (char o in operatorChars)
        {
            for (int i = 0; i < operators.Count; i++)
            {
                if (operators[i] == o)
                {
                    double result = Calc(numbers[i], numbers[i + 1], o);
                    numbers[i] = result;
                    numbers.RemoveAt(i + 1);
                    operators.RemoveAt(i);
                    i--;
                }
            }
        }
        return numbers[0];
    }

    private static double Calc(double left, double right, char oper)
    {
        switch (oper)
        {
            case '+': return left + right;
            case '-': return left - right;
            case '*': return left * right;
            case '/': return left / right;
            case '^': return Math.Pow(left, right);
            default: throw new ArgumentException("Неподдерживаемый оператор", nameof(oper));
        }
    }
}

Вот так использовать

static void Main(string[] args)
{
    // Чтобы дробные числа были с точкой, а не с запятой
    CultureInfo.CurrentCulture = CultureInfo.InvariantCulture; 

    try
    {
        double result = Calculator.Calculate("2^2*2^(2+3)*4");
        Console.WriteLine(result);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }

    Console.ReadKey();
}

И вот такой вывод в консоль

Я здесь не валидирую все подряд, можно в некоторых случаях бросать более вменяемые исключения, это просто обучающий пример, разберите его.

БЛОГ НА HUSL

Вычисление значения математического выражения (обучающий пример)

Ответы (1 шт):