### Python 实现两款计算器功能详解
#### 背景与目的
在计算机科学与软件开发领域，编写计算器程序是常见的编程实践之一。Python作为一种高级语言，因其简洁易读的语法特性，非常适合用来实现计算器功能。本篇文章将详细介绍如何使用Python实现两款计算器功能，并通过具体的示例代码帮助读者理解其工作原理。
#### 内容概览
本文将重点介绍以下内容：
1. **简单计算器**：能够处理基本的数学运算，包括加、减、乘、除以及括号。
2. **代码解析**：对提供的代码进行详细的分析与解释。
#### 简单计算器
该计算器能够处理包含括号的数学表达式，并按照正确的优先级顺序进行计算（即先乘除后加减）。接下来，我们将深入探讨其实现细节。
##### 去除括号 (remove_kuohao 函数)
- **功能**：该函数用于递归地去除表达式中的所有括号，并计算其中的表达式值。
- **实现逻辑**：
- 使用正则表达式 `re.search` 查找表达式中的括号。
- 对于每个找到的括号表达式，调用 `jianhua` 函数进行简化。
- 将简化后的结果替换回原表达式中的括号位置。
- **代码示例**：
```python
while True:
ret = re.search(r'\([^(]*?\)', expression)
if ret:
re_expression = ret.group()
res = jianhua(re_expression.strip('()'))
expression = expression.replace(re_expression, str(res))
continue
break
```
##### 表达式简化 (jianhua 函数)
- **功能**：该函数负责递归地简化表达式，直至无法进一步简化为止。
- **实现逻辑**：
- 首先匹配并计算乘除法操作。
- 如果不存在乘除法，则计算加减法。
- **代码示例**：
```python
def jianhua(re_expression):
while True:
# 匹配乘除法
ret = re.search(r'\d+\.*?\d*[*/]\-?\d+\.?\d*', re_expression)
if ret:
chengchu_expression = ret.group()
res = chengchu(chengchu_expression)
re_expression = re_expression.replace(chengchu_expression, str(res))
re_expression = chulifuhao(re_expression)
continue
break
# 匹配加减法
num = re.findall(r'[+-]?\d+\.?\d*', re_expression)
if len(num) > 1:
mynum = 0
for i in num:
mynum += float(i)
return mynum
else:
return num[0]
```
##### 计算乘除法 (chengchu 函数)
- **功能**：计算两个数之间的乘除法。
- **实现逻辑**：
- 使用 `split` 方法根据运算符拆分字符串，并计算结果。
- **代码示例**：
```python
def chengchu(expression):
if '*' in expression:
x, y = expression.split('*')
return float(x) * float(y)
if '/' in expression:
x, y = expression.split('/')
return float(x) / float(y)
```
##### 处理运算符 (chulifuhao 函数)
- **功能**：规范化表达式中的运算符，如将 `--` 替换为 `+` 等。
- **实现逻辑**：
- 使用 `replace` 方法替换特定的运算符组合。
- **代码示例**：
```python
def chulifuhao(expression):
if '--' in expression:
expression = expression.replace('--', '+')
if '++' in expression:
expression = expression.replace('++', '+')
if '+-' in expression:
expression = expression.replace('+-', '-')
if '-+' in expression:
expression = expression.replace('-+', '-')
return expression
```
#### 总结
通过以上介绍，我们可以看到这款简单计算器不仅能够处理基本的数学运算，还能够正确处理包含括号的复杂表达式。这样的计算器设计思路清晰、逻辑严谨，对于初学者来说是一个很好的学习案例。此外，这种计算器的设计方法也可以应用于其他场景，例如数值计算库或者科学计算器的开发等。
为了验证计算器的功能，可以在代码末尾加入测试用例来检查计算结果是否正确。例如，输入一个复杂的数学表达式，观察是否能够得到预期的计算结果。
