calculation.cpp

计算器

// Calculation.cpp: implementation of the CCalculation class.
// Made by Gamsn in 10.26.2005
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#include "stdafx.h"
#include "Calculator.h"
#include "Calculation.h"
#include "math.h"

#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif

#define FUNCNUM 15 //函数个数
#define CONSTNUM 11 //常数个数
#define E 2.7182818284590452353
#define PI 3.1415926535897932384

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// Construction/Destruction
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CCalculation::CCalculation()
{
	//初始化函数和常数
	m_bDegree=0;
	opt[0]="e^";
	opt[1]="ch";
	opt[2]="sqr";
	opt[3]="sh";
	opt[4]="log";
	opt[5]="cos";
	opt[6]="sin";
	opt[7]="tan";
	opt[8]="ln";
	opt[9]="abs";
	opt[10]="at";
	opt[11]="as";
	opt[12]="ac";
	opt[13]="th";
	opt[14]="exp";
	opt2[0]='^';
	opt2[1]='%';
	opt2[2]='*';
	opt2[3]='/';
	opt2[4]='+';
	opt2[5]='-';
	m_strConValue[0]="3.1415926535897932384";	m_strConName[0]="PI";
	m_strConValue[1]="9.80665";					m_strConName[1]="GG";
	m_strConValue[2]="(8.988*10^9)";			m_strConName[2]="EF";
	m_strConValue[3]="0.02241383";				m_strConName[3]="VM";
	m_strConValue[4]="(1.380662*10^(-23))";		m_strConName[4]="BC";
	m_strConValue[5]="8.3144";					m_strConName[5]="MG";
	m_strConValue[6]="(6.6720*10^(-11))";		m_strConName[6]="GR";
	m_strConValue[7]="(6.022045*10^23)";		m_strConName[7]="NA";
	m_strConValue[8]="(2.99792458*10^8)";		m_strConName[8]="LS";
	m_strConValue[9]="(8.854187818*10^(-12))";	m_strConName[9]="DC";
	m_strConValue[10]="2.7182818284590452353";	m_strConName[10]="E";
}

CCalculation::~CCalculation()
{

}

bool CCalculation::IsDigital(CString str)
{
	while(str.GetAt(0)=='-') str.Delete(0);
	for(int i=0;i<FUNCNUM;i++) if(str.Find(opt[i])!=-1) return 0;
	for(i=0;i<6;i++) if(str.Find(opt2[i])!=-1) return 0;
	return 1;
}

CString CCalculation::NtoS(double d)
{
	int  decimal, sign;
	char *buffer;
	buffer = _ecvt( d, 16, &decimal, &sign );
	CString str=buffer;
	if(decimal>=0 && decimal<=16) str.Insert(decimal,".");
	else if(decimal>16)
	{
		for(int i=str.GetLength();i<decimal;i++) str+="0";
		str+=".0";
	}
	else 
	{
		for(int i=0;i<-decimal;i++)	str.Insert(0,"0");
		str.Insert(0,".");
	}
	if(sign==1) str.Insert(0,"-");
	return str;
}

double CCalculation::StoN(CString str)
{
	char   *stopstring;
	double x;
    x = strtod( str.GetBuffer(0), &stopstring );
	m_strTmp=stopstring;
	return x;
}

CString CCalculation::TwoE(CString strExp)
{
	double x2,y,x1=StoN(strExp);
	strExp=m_strTmp;
	char op=strExp.GetAt(0);
	strExp.Delete(0);
	x2=StoN(strExp);
	if(m_strTmp!="") return "ERROR_"+m_strTmp+"未知符号_";
	if(op=='+') {y=x1+x2;}
	else if(op=='*') {y=x1*x2;}
	else if(op=='-') {y=x1-x2;}
	else if(op=='^') {y=pow(x1,x2);}
	else if(op=='/') {y=x1/x2;}
	else if(op=='%') {y=fmod(x1,x2);}
	else return "ERROR_"+m_strTmp+"未知运算符_";
	return NtoS(y);
}

CString CCalculation::SingleE(CString op,double dx)
{
	if(op=="ln") 
	{
		return NtoS(log(dx));
	}
	else if(op=="log") 
	{
		return NtoS(log10(dx));
	}
	else if(op=="sqr") 
	{
		return NtoS(sqrt(dx));
	}
	else if(op=="e^") 
	{
		return NtoS(exp(dx));
	}
	else if(op=="abs") 
	{
		return NtoS(fabs(dx));
	}
	else if(op=="ac") 
	{
		return NtoS(acos(dx));
	}
	else if(op=="as") 
	{
		return NtoS(asin(dx));
	}
	else if(op=="at") 
	{
		return NtoS(atan(dx));
	}

	if(m_bDegree) dx=dx*PI/180;
	if(op=="tan") 
	{
		return NtoS(tan(dx));
	}
	else if(op=="sin") 
	{	
		return NtoS(sin(dx));			
	}
	else if(op=="cos") 
	{
		return NtoS(cos(dx));		
	}
	else if(op=="cot") 
	{
		return NtoS(1/tan(dx));		
	}
	else if(op=="sh") 
	{
		return NtoS(sinh(dx));				
	}	
	else if(op=="ch") 
	{
		return NtoS(cosh(dx));
	}
	else if(op=="th") 
	{
		return NtoS(sinh(dx)/cosh(dx));
	}
	else if(op=="exp") 
	{
		return NtoS(pow(10,dx));
	}
	return "ERROR"+op+"_未知函数_";
}

int CCalculation::LocateLBra(CString strExp)
{
	int len=strExp.GetLength();
	int pos=-1;
	for(int i=0;i<len;i++)
	{
		if(pos>=0 && strExp.GetAt(i)==')') break;
		if(strExp.GetAt(i)=='(')
		{
			pos=i;
		}
	}
	return pos;
}

void CCalculation::DelBracket(CString *strExp)
{
	int pos=LocateLBra(*strExp);
	int i,len=strExp->GetLength();
	for(i=pos;i<len;i++) if(strExp->GetAt(i)==')') break;
	CString str;
	str=strExp->Mid(pos+1,i-pos-1);
	MultiE(&str);
	strExp->Delete(pos,i-pos+1);
	strExp->Insert(pos,str);
}

void CCalculation::MultiE(CString *strExp)
{
	if(strExp->IsEmpty()) *strExp="ERROR_函数表达式为空_";
	if(IsDigital(*strExp)) {return;}
	while(1)/*处理所有的一元运算*/
	{
		for(int i=0;i<FUNCNUM;i++)
		{
			int pos=strExp->Find(opt[i]);
			if(pos!=-1)
			{
				CString str=strExp->Right(strExp->GetLength()-pos-opt[i].GetLength());
				double dx=StoN(str);
				if(m_strTmp==str) {*strExp="ERROR"+str+"_无法识别的函数_";return;}
				strExp->Delete(pos,strExp->GetLength()-pos);
				*strExp+=SingleE(opt[i],dx)+m_strTmp;
				MinusMinus(strExp);
				if(pos>=1)
				{
					char ch=strExp->GetAt(pos-1);
					if(ch>=48 && ch<=57)
					{*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
				}
				break;
			}
		}
		if(i==FUNCNUM) break;
	}
	while(1)/*处理所有的二元运算*/
	{
		for(int i=0;i<6;i++)
		{
			if(IsDigital(*strExp)) return;
			int pos=strExp->ReverseFind(opt2[i]);
			char ch;
			if(pos!=-1 && pos!=0)
			{
				for(int j=pos-1;j>=0;j--)
				{
					ch=strExp->GetAt(j);
					if(ch=='+' ||ch=='-' ||ch=='*'||ch=='/' ||ch=='%' ||ch=='^' )
					{
						if(j==0 && ch!='-') {*strExp="ERROR_LACKOFPRAR";return;}
						if(j==0 && ch=='-') j=-1;//防止把负号误判为减号
						else if(j>0 && ch=='-' && !IsDigital(strExp->Mid(j-1,1))) j--;
						break;
					}
				}
				for(int k=strExp->GetLength()-1;k>pos;k--)
				{
					ch=strExp->GetAt(k);
					if(ch=='+' ||ch=='-' ||ch=='*'||ch=='/' ||ch=='%' ||ch=='^' )
					{
						if(ch=='-' && k>0 && !IsDigital(strExp->Mid(k-1,1))) k--;
						break;
					}
				}
				if(k==pos) k=strExp->GetLength();
				CString strExp2=strExp->Mid(j+1,k-j-1);
				*strExp=strExp->Left(j+1)+TwoE(strExp2)+strExp->Right(strExp->GetLength()-k);
				if(strExp->Find("#IN")!=-1) {*strExp="ERROR_结果有溢出或值域越界_";return;}
				if(!SynRes(strExp)) {*strExp="ERROR_缺少运算符_";return;}
				MinusMinus(strExp);
				break;
			}
		}
		if(i==6) break;
	}
}

CString CCalculation::MainPro(CString strExp)
{
	if(strExp.IsEmpty()) return "表达式不能为空";
	Macro(&strExp);
	strExp.MakeLower(); //表达式全部小写
	/**********给表达式加上保护括号************/
	strExp.Insert(0,"(");
	strExp+=")";
	/******************************************/
	int pos=strExp.Find(" ");
	int n=BraCheck(strExp);
	CString str;
	str.Format("%d",abs(n));
	if(n==1) strExp+=")";
	else if(n==-1) strExp.Insert(0,"(");
	else if(n>0) return "缺少"+str+"个右括号";
	else if(n<0) return "缺少"+str+"个左括号";
	while(pos!=-1) //去掉表达式中的空格符
	{
		strExp.Delete(pos);
		pos=strExp.Find(" ");
	}
	Oct2Dec(&strExp); //将表达式中的八进制数转换成十进制
	Hex2Dec(&strExp); //将表达式中的十六进制数转换成十进制
	Bin2Dec(&strExp); //将表达式中的二进制数转换成十进制
	while(!IsDigital(strExp))
	{
		DelBracket(&strExp);
		if(!SynRes(&strExp)) return strExp;
	}
	if(!SynRes(&strExp)) return strExp;
	else return ModiResult(strExp);
}

void CCalculation::Macro(CString *strExp)
{
	int pos;
	for(int i=0;i<CONSTNUM;i++)
	{
		pos=strExp->Find(m_strConName[i]);
		while(pos!=-1)
		{
			strExp->Delete(pos,m_strConName[i].GetLength());
			strExp->Insert(pos,m_strConValue[i]);
			if(pos>=1)
			{
				char ch=strExp->GetAt(pos-1);
				if(ch>=48 && ch<=57 || ch==41)
				{*strExp="缺少二元运算符";return;}
			}
			pos=strExp->Find(m_strConName[i]);
		}
	}
}

CString CCalculation::ModiResult(CString strRes)
{
	if(strRes.Find("#IN")!=-1) return "结果有溢出或值域越界";
	/*****************去掉保护括号**********************/
	if(strRes.GetAt(0)=='(') strRes.Delete(0);
	if(strRes.GetAt(strRes.GetLength()-1)==')') strRes.Delete(strRes.GetLength()-1);
	/***************************************************/
	int pos=strRes.Find(".");CString str="";
	if(pos!=-1)
	{
		if(pos==0) strRes="0"+strRes;
		else if(strRes.GetAt(0)=='-' && strRes.GetAt(1)=='.') strRes.Insert(1,"0");
	}
	if(pos>16)
	{
		strRes.Delete(pos);
		strRes.Insert(1,".");
		str.Format("%d",pos-1);
		str=" E"+str;
	}
	pos=strRes.Find(".");
	if(pos==0 || pos==1 && strRes.GetAt(0)=='0')
	{
		for(int i=pos+1;i<strRes.GetLength();i++)
		{
			if(strRes.GetAt(i)!='0') break;
		}
		if(i>4)
		{
			str.Format(" E-%d",i-2);
			strRes.Delete(pos,i-1);
			strRes.Insert(1,".");
		}
	}
	strRes=strRes.Left(pos+16)+str;//截取小数点后16位
	return strRes;
}

bool CCalculation::SynRes(CString *strExp)
{
	int pos=strExp->Find("ERROR");
	if(pos!=-1)
	{
		pos=strExp->ReverseFind('_');
		strExp->Delete(pos,strExp->GetLength()-pos);
		pos=strExp->ReverseFind('_');
		strExp->Delete(0,pos+1);
		return 0;
	}
	return 1;
}

void CCalculation::MinusMinus(CString *strExp)
{
	int pos=strExp->Find("--");
	if(pos!=-1)
	{
		strExp->Delete(pos,2);
		strExp->Insert(pos,"+");
		if(strExp->GetAt(0)=='+') strExp->Delete(0);
	}
}

int CCalculation::BraCheck(CString str)
{
	int lb=0,rb=0,len=str.GetLength();
	for(int i=0;i<len;i++)
	{
		if(str.GetAt(i)=='(') lb++;
		else if(str.GetAt(i)==')') rb++;
	}
	return lb-rb;
}

void CCalculation::Oct2Dec(CString *strExp)
{
	int len,i,index,pos=strExp->Find("xo");
	CString strTmp,strDF;
	char ch;
	double dx;
	while(pos!=-1)
	{
		dx=0;strTmp="";strDF="";
		strExp->Delete(pos,2);
		for(i=pos-1;i>=0;i--)
		{
			ch=strExp->GetAt(i);
			if(ch==56 || ch==57 || ch>=97 && ch<=102) 
			{
				*strExp="ERROR_八进制数越界_";
				return;
			}
			if(ch>=48 && ch<=55 ||ch==46)
			{
				strTmp.Insert(0,strExp->Mid(i,1));
				strExp->Delete(i);
			}
			else break;
		}
		if(i==pos-1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
		index=i;
		pos=strTmp.Find(".");
		if(pos!=-1)
		{
			strDF=strTmp.Right(strTmp.GetLength()-pos-1);
			strTmp.Delete(pos,strTmp.GetLength()-pos);
		}
		strTmp.MakeReverse();
		len=strTmp.GetLength();
		for(i=0;i<len;i++)
		{
			ch=strTmp.GetAt(i);
			dx+=(ch-48)*pow(8,i);
		}
		len=strDF.GetLength();
		for(i=0;i<len;i++)
		{
			ch=strDF.GetAt(i);
			dx+=(ch-48)*pow(8,-i-1);
		}
		strTmp=NtoS(dx);
		strExp->Insert(index+1,strTmp);

		pos=strExp->Find("xo");
	}
}

void CCalculation::Hex2Dec(CString *strExp)
{
	int len,i,index,pos=strExp->Find("xh");
	CString strTmp,strDF;
	char ch;
	double dx;
	while(pos!=-1)
	{
		dx=0;strTmp="";strDF="";
		strExp->Delete(pos,2);
		for(i=pos-1;i>=0;i--)
		{
			ch=strExp->GetAt(i);
			if(ch>=48 && ch<=57 || ch>=97 && ch<=102 ||ch==46)
			{
				strTmp.Insert(0,strExp->Mid(i,1));
				strExp->Delete(i);
			}
			else break;
		}
		if(i==pos-1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
		index=i;
		pos=0;
		for(i=0;i<strTmp.GetLength();i++)
		{
			if(strTmp.GetAt(i)=='.') pos++;
			if(pos>1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
		}
		pos=strTmp.Find(".");
		if(pos!=-1)
		{
			strDF=strTmp.Right(strTmp.GetLength()-pos-1);
			strTmp.Delete(pos,strTmp.GetLength()-pos);
		}
		strTmp.MakeReverse();
		len=strTmp.GetLength();
		for(i=0;i<len;i++)
		{
			ch=strTmp.GetAt(i);
			if(ch>=48 && ch<=57)//该数在0~9之间
			{
				dx+=(ch-48)*pow(16,i);
			}
			else if(ch>=97 && ch<=102)//该数在a~f之间
			{
				dx+=(ch-87)*pow(16,i);
			}
		}
		len=strDF.GetLength();
		for(i=0;i<len;i++)
		{
			ch=strDF.GetAt(i);
			if(ch>=48 && ch<=57)//该数在0~9之间
			{
				dx+=(ch-48)*pow(16,-i-1);
			}
			else if(ch>=97 && ch<=102)//该数在a~f之间
			{
				dx+=(ch-87)*pow(16,-i-1);
			}
		}
		strTmp=NtoS(dx);
		strExp->Insert(index+1,strTmp);
		pos=strExp->Find("xh");
	}
}

void CCalculation::Bin2Dec(CString *strExp)
{
	int len,i,index,pos=strExp->Find("xb");
	CString strTmp,strDF;
	char ch;
	double dx;
	while(pos!=-1)
	{
		dx=0;strTmp="";strDF="";
		strExp->Delete(pos,2);
		for(i=pos-1;i>=0;i--)
		{
			ch=strExp->GetAt(i);
			if(ch>=50 && ch<=57 || ch>=97 && ch<=102) 
			{
				*strExp="ERROR_二进制数越界_";
				return;
			}
			if(ch=='0' || ch=='1' ||ch==46)
			{
				strTmp.Insert(0,strExp->Mid(i,1));
				strExp->Delete(i);
			}
			else break;
		}
		if(i==pos-1) {*strExp="ERROR_缺少二元运算符_";return;}
		index=i;
		pos=strTmp.Find(".");
		if(pos!=-1)
		{
			strDF=strTmp.Right(strTmp.GetLength()-pos-1);
			strTmp.Delete(pos,strTmp.GetLength()-pos);
		}
		strTmp.MakeReverse();
		len=strTmp.GetLength();
		for(i=0;i<len;i++)
		{
			ch=strTmp.GetAt(i);
			dx+=(ch-48)*pow(2,i);
		}
		len=strDF.GetLength();
		for(i=0;i<len;i++)
		{
			ch=strDF.GetAt(i);
			dx+=(ch-48)*pow(2,-i-1);
		}
		strTmp=NtoS(dx);
		strExp->Insert(index+1,strTmp);
		pos=strExp->Find("xb");
	}
}