📄 calculation.cpp
字号:
// Calculation.cpp: implementation of the CCalculation class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "stdafx.h"
#include "Calculation.h"
#include "math.h"
#include "string.h"
//#include <string.h>
using namespace std;
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define FUNCNUM 15 //函数个数
#define CONSTNUM 11 //常数个数
#define E 2.7182818284590452353
#define PI 3.1415926535897932384
CCalculation::CCalculation()
{ //初始化函数和常数
m_bDegree=0;
m_nOutputFlag=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) //*判断表达式中是否有函数或运算符*
{
int i;
while(str.GetAt(0)=='-') str.Delete(0);
for(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) //*数字转字串*
{
int decimal, sign;
char *buffer;
CString temp;
buffer = _ecvt( d, 16, &decimal, &sign );//转换浮点数据到字符串，正返回sign=0负为1 ，decimal返回小数点在第一个数字的后几位，第二个参数为返回字符串的位数，不足补0，去符号去小数点
CString str=(LPCTSTR)buffer;
temp=".";
if(decimal>=0 && decimal<=16) str.Insert(decimal,temp);
else if(decimal>16)
{
temp="0";
for(int i=str.GetLength();i<decimal;i++) str+=temp;
temp=".0";
str+=temp;
}
else
{
temp="0";
for(int i=0;i<-decimal;i++) str.Insert(0,temp);
temp=".";
str.Insert(0,temp);
}
temp="-";
if(sign==1) str.Insert(0,temp);
return str;
}
CString CCalculation::DeleteChar(CString str,int pos,int NUM)//删除从pos开始的NUM个字符
{
int len=str.GetLength();
CString str1;
str1=="";
for(int i=0;i<len;i++)
{
if((i>=pos)&&(i<NUM));
else str1=str1+str.GetAt(i);
}
return str1;
}
double CCalculation::StoN(CString str) //*字串转数字*
{
char *stopstring;
double x;
x = strtod(str.GetBuffer(0), &stopstring );
m_strTmp=stopstring;
return x;
}
CString CCalculation::TwoE(CString strExp) //*二元运算*
{
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) //*一元运算*
{
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) //*定位最后一个左括号*
{
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) //*用计算结果替换表达式*
{
int pos=LocateLBra(*strExp);
int i,len=strExp->GetLength();
CString temp;
temp="ERROR_无效表达式_";
if(pos==-1) {*strExp=temp;return;}
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) //*多元运算*
{
int i;
CString temp,temp1;
temp="ERROR_函数表达式为空_";
if(strExp->IsEmpty()) *strExp=temp;
if(IsDigital(*strExp)) {return;}
while(1)/*处理所有的一元运算*/
{
for( 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);
temp="ERROR";
temp1="_无法识别的函数_";
if(m_strTmp==str) {*strExp=temp+str+temp;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)
temp="ERROR_缺少二元运算符_";
{*strExp=temp;return;}
}
break;
}
}
if(i==FUNCNUM) break;
}
//按运算符优先级处理二元运算
int pos=-1;
while(1)
{
pos=strExp->Find('^');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
while(1)
{
pos=strExp->Find('/');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
while(1)
{
pos=strExp->Find('*');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
while(1)
{
pos=strExp->Find('%');
if(pos==-1) break;
else Calcu(strExp,pos);
}
pos=0;
if(strExp->GetAt(0)=='-' ||strExp->GetAt(0)=='+') strExp->Insert(0,"0");
while(1)
{
int tmpos=strExp->Right(strExp->GetLength()-pos).Find('-');
if(tmpos==-1) break;
else pos+=tmpos;
if(pos==0 && strExp->GetAt(pos+1)=='-' || pos>0)
{
if(strExp->GetAt(pos+1)=='+')
{
strExp->Delete(pos+1);
pos=0;
continue;
}
/*********处理连减（如：----1）的情况***********/
int nCount=0;
while(1)
{
if(++pos>0)
{
if(strExp->GetAt(pos)!='-') break;
else nCount++;
}
else break;
}
if(nCount>0)
{
strExp->Delete(pos-nCount-1,nCount+1);
if(nCount%2==0) strExp->Insert(pos-nCount-1,"-");
else if(pos-nCount-1>0) strExp->Insert(pos-nCount-1,"+");
pos=0;
continue;
}
else pos--;
/***********************************************/
if(pos>0 && strExp->GetAt(pos-1)=='+')
{
pos++;
continue;
}
Calcu(strExp,pos);
}
else pos++;
}
pos=0;
while(1)
{
pos=strExp->Find('+');
// int tmpos=strExp->Right(strExp->GetLength()-pos).Find('+');
if(pos==-1) break;
// else pos+=tmpos;
if(pos==0 && strExp->GetAt(pos+1)=='+' || pos>0)
{
/*********处理连加（如：++++1）的情况***********/
int nCount=0;
while(1)
{
if(++pos>0)
{
if(strExp->GetAt(pos)!='+') break;
else nCount++;
}
else break;
}
if(nCount>0)
{
strExp->Delete(pos-nCount-1,nCount+1);
strExp->Insert(pos-nCount-1,"+");
pos=0;
continue;
}
else pos--;
/***********************************************/
Calcu(strExp,pos);
}
else pos++;
}
}
void CCalculation::Calcu(CString *strExp,int pos) //*二元运算的预处理函数*
{
char ch;
int j,k;
CString temp;
temp="ERROR_缺少参数_";
for(j=pos-1;j>=0;j--)
{
ch=strExp->GetAt(j);
if(ch=='+' ||ch=='-' ||ch=='*'||ch=='/' ||ch=='%' ||ch=='^' )
{
if(j==0 && ch!='-') {*strExp=temp;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( k=pos+1;k<strExp->GetLength();k++)
{
ch=strExp->GetAt(k);
if(ch=='+' ||ch=='-' ||ch=='*'||ch=='/' ||ch=='%' ||ch=='^' )
{
if(ch=='-' && k>pos+1) break;
if(ch=='-' && k>0 && IsDigital(strExp->Mid(k+1,1)) ) k++;
else break;
}
}
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);
}
CString CCalculation::MainPro(CString strExp,double x) //*主处理函数*
{
if(strExp.IsEmpty()) return "表达式不能为空";
Macro(&strExp);
strExp.MakeLower(); //表达式全部小写
//string &erase(int pos = 0, int n = npos);//删除pos开始的n个字符，返回修改后的字符串
// strExp=strExp.&erase(0,2);//
//strExp=DeleteChar(strExp,0,2);
/**********给表达式加上保护括号************/
CString str1=NtoS(x);
strExp.Replace("x",str1);
strExp.Insert(0,"(");
strExp+=")";
/******************************************/
int pos=strExp.Find(" ");
int n=BraCheck(strExp); //*计算左右括号的差值*
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(" ");
}
while(!IsDigital(strExp))//*判断表达式中是否有函数或运算符*
{
DelBracket(&strExp);//*用计算结果替换表达式*
if(!SynRes(&strExp)) return strExp;//*判断表达式是否合法*
}
if(!SynRes(&strExp)) return strExp; //*判断表达式是否合法*
else return ModiResult(strExp);//*在格式上处理最后的计算结果*
}
void CCalculation::Macro(CString *strExp) //*常数宏代换*
{
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) //*在格式上处理最后的计算结果*
{
int i;
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;
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(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) //*判断表达式是否合法*
{
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) //*处理负负得正*
{
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) //*计算左右括号的差值*
{
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;
}
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