拥有基本 IO 功能的控制台计算器

第一次写这么长的代码(虽然里面注释什么的水分比较多), 还是蛮有成就感的. 同时这也是我第一次写这么详细的注释233. 毕竟这还是作业对吧.

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#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
#include <direct.h>

#define WRITE 1
#define DELETE 2
#define EXIT 3
#define CALC 4
#define HELP 5
#define SAVE 6
#define LOAD 7
#define RENAME 8
#define LIST 9
#define READ 10

using namespace std;

/*************************************************
*Function: str2int(longlong作为函数名太长)
*Description: 将string类型转换为long long类型
*************************************************/
long long str2int(const string &string_temp)
{
long long int_temp;
stringstream stream(string_temp);
stream >> int_temp;
return int_temp;
}

/*************************************************
*Function: int2str(longlong作为函数名太长)
*Description: 将long long类型转换为string类型
*************************************************/
string int2str(long long int_temp)
{
string string_temp;
stringstream stream;
stream << int_temp;
stream >> string_temp;
return string_temp;
}

class Rational_Numbers
{
private:
friend class MyioEngine;//声明为友元,让其可以访问分子分母

string name;//名字
long long numerator;//分子
long long denominator;//分母

/*************************************************
*Function: myabs
*Description: 求绝对值
*************************************************/
long long myabs(long long input)
{
if (input > 0)
{
return input;
}
else
{
return -input;
}
}

public:

/*************************************************
*Description: 四种构造函数 并且输入后自动化简
*************************************************/
Rational_Numbers(string _name, long long _numerator, long long _denominator) :numerator(_numerator), denominator(_denominator), name(_name) { simplify(); };
Rational_Numbers(long long _numerator, long long _denominator) :numerator(_numerator), denominator(_denominator), name("default") { simplify(); };
Rational_Numbers(long long _numerator) :numerator(_numerator), denominator(1), name("default") { simplify(); };
Rational_Numbers():numerator(1), denominator(1), name("default") {};//默认构造函数

/*************************************************
\*Description: 重载+ - \* / << >> 符号
*************************************************/
Rational_Numbers operator + (Rational_Numbers &input) //重载+号
{
Rational_Numbers temp(numerator\*input.denominator+input.numerator\*denominator,denominator*input.denominator);
return temp.simplify();
}

Rational_Numbers operator - (Rational_Numbers &input) //重载-号
{
Rational_Numbers temp(numerator\*input.denominator - input.numerator\*denominator, denominator*input.denominator);
return temp.simplify();
}

Rational_Numbers operator * (Rational_Numbers &input) //重载*号
{
Rational_Numbers temp(numerator\*input.numerator, denominator\*input.denominator);
return temp.simplify();
}

Rational_Numbers operator / (Rational_Numbers &input) //重载/号
{
Rational_Numbers temp(numerator\*input.denominator, denominator\*input.numerator);
return temp.simplify();
}

friend ostream& operator << (ostream &os,Rational_Numbers &input) //重载<<号
{
cout << int2str(input.numerator) + " /" + int2str(input.denominator);
return os;
}

friend istream& operator >> (istream &is, Rational_Numbers &input) //重载>>号
{
cin >> input.numerator >> input.denominator;
input.simplify();
return is;
}

bool operator == (Rational_Numbers &input) //重载==号
{
simplify();
input.simplify();
if (denominator == input.denominator && numerator == input.numerator)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}

Rational_Numbers operator = (Rational_Numbers input) //重载=号
{
input.simplify();
name = input.name;
denominator = input.denominator;
numerator = input.numerator;
return *this;
}

/*************************************************
*Function: realNumber
*Description: 返回这个类的实数
*************************************************/

double realNumber()
{
return static_cast<double> (numerator) / static_cast<double> (denominator);
}

/*************************************************
*Function: simplify
*Description: 将这个有理数化简
*************************************************/
Rational_Numbers simplify()
{
if (myabs(numerator) == myabs(denominator) && numerator != 0) //如果分子分母相同, 化简为1
{
numerator /= myabs(numerator); //这样能保证符号和原来的相同
denominator /= myabs(denominator);
}
else
{
if (numerator == 0) //如果分子为0, 直接返回并将分母设为1
{
denominator = 1;
}
else
{
if ((myabs(numerator) > myabs(denominator)) && (myabs(numerator) % myabs(denominator) == 0)) //如果分子分母是倍数关系, 可以直接化简
{
numerator /= myabs(denominator);
denominator /= myabs(denominator);
}
else
{
if ((myabs(denominator) > myabs(numerator)) && (myabs(denominator) % myabs(numerator) == 0))
{
denominator /= myabs(numerator);
numerator /= myabs(numerator);
}
else
{
long long gcd = 0;//Greatest Common Divisor(GCD) 最大公约数
long long temp = 0;
long long left = 0;
long long right = 0;

if (myabs(numerator) > myabs(denominator)) //大的数作为left
{
left = myabs(numerator);
right = myabs(denominator);
}
else
{
left = myabs(denominator);
right = myabs(numerator);
}

while (true) //辗转相减法:left - right = temp 直到 right == temp
{
temp = left - right;
if (temp == right)
{
gcd = temp;
break;
}
else
{
if (right > temp) //如果temp>right ,根据辗转相减, 大的放左边
{
left = right;
right = temp;
}
else
{
left = temp;
}
}
}

numerator /= gcd;
denominator /= gcd;
}
}
}
}

if (numerator < 0 && denominator < 0) //如果都小于零, 返回正值
{
denominator *= -1;
numerator *= -1;
}

if (numerator > 0 && denominator < 0) //将负号保持在分子上
{
numerator *= -1;
denominator *= -1;
}

return *this;
}
};

class MyioEngine
{
private:
int mode = 0;//保存当前的模式
bool wrong = true;//用来检测calcEngine的状态
vector<string> instructions;//保存指令
vector<Rational_Numbers> nums;//保存所有的变量

/*************************************************
*Function: format
*Description: 将输入的字符串格式化.大写转小写以及清除空格
*************************************************/
void format(string &input) //将字符全部转换为小写,去除空格
{
for (int i = input.size() - 1; i >= 0; --i) //逆序以防止删除错误的字符
{
if (input[i] >= 'A' && input[i] <= 'Z')
{
input[i] += 32;
}
if (input[i] == ' ')
{
input.erase(input.begin() + i);
}
}
}

/*************************************************
*Function: loadInstructions
*Description: 从控制台录入指令
*************************************************/
void loadInstructions() //读取指令
{
instructions.clear();
string instructionLine;//定义命令行
string instruction;//定义指令

getline(cin, instructionLine);//获取指令行
for (unsigned int i = 0; i < instructionLine.size(); ++i)
{
if (instructionLine[i] != ' ')//第一个循环, 找到第一个不是空格的字符
{
for (; i < instructionLine.size(); ++i)//进入第二个循环,检测空格以找到字符串尾部
{
if (instructionLine[i] == ' ' || i == instructionLine.size() - 1)//找到第二个空格或者说此字符是指令行的最后一个, 说明字符串到头了
{
if (instructionLine[i] != ' ')//兼容此字符是指令行的最后一个的情况
{
instruction.push_back(instructionLine[i]);
}
format(instruction);
instructions.push_back(instruction);//放入指令容器中
instruction.clear();//清除当前指令, 录入下一个
break;
}
instruction.push_back(instructionLine[i]);//不是空格, 将此字符录入指令中
}
}
}
}

/*************************************************
*Function: checkNums
*Description: 检查输入的字符串是否都是数字
*************************************************/
bool checkNums(string input) //检查是否全部是数字
{
if (input[0] == '-') //检测第一个数是不是-号
{
input.erase(input.begin());//如果是, 删掉-号
}

if (input.size() == 0) //检测字符串是不是只有一个负号
{
return false;
}

for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i)
{
if (input[i] > '9' || input[i] < '0') //只要检测到不在0~9之间的字符就返回false
{
return false;
}
}
return true;
}

/*************************************************
*Function: checkVaild
*Description: 检查输入的字符串是否合法
*************************************************/
bool checkVaild(string input)
{
for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i)
{
char temp = input[i];
if (temp == '@' || temp == '$' || temp == '+' || temp == '-' || temp == '*' || temp == '/' || checkNums(input)) //只要检测到非法字符就返回false PS:$运算中要用到, 作为保留字符
{
return false;
}
}
return true;
}

/*************************************************
*Function: getAddress
*Description: 输入变量的名字, 存在返回nums中的地址, 不存在返回-1
*************************************************/
int getAddress(string input) //检测是否有相同名字的元素出现
{
for (unsigned int i = 0; i < nums.size(); ++i)
{
if (input == nums[i].name)
{
return i; //相同的返回下标
}
}
return -1; //没有相同的返回-1
}

/*************************************************
*Function: getDataDir
*Description: 得到当前程序的目录位置
*************************************************/
string getDataDir()
{
char _path[1000];
_getcwd(_path, 1000);
string path = _path;
path = path + "\\vars.RNS"; //加上储存的文件名
return path;
}

/*************************************************
*Function: deleteTemps
*Description: 根据计算的次数删掉对应次数的临时变量
*************************************************/
void deleteTemps(int tempCount)
{
for (int i = 0; i < tempCount; ++i)//删掉计算过程中的中间变量
{
nums.pop_back();
}
}

/*************************************************
*Function: getLeftname
*Description: 根据input字符串和运算符地址, 找到左边的变量标识符
*************************************************/
string getLeftname(string input, int operatorAdd,int &leftCharAdd, string currentOperator)
{
string leftname;

for (leftCharAdd = operatorAdd - 1; leftCharAdd >= 0; --leftCharAdd) //得到运算符左边的标识符的起始字符的地址
{
if (input[leftCharAdd] == '+' || input[leftCharAdd] == '-' || input[leftCharAdd] == '*' || input[leftCharAdd] == '/' || input[leftCharAdd] == '@') //遇到计算符号退出, 得到变量的第一个字符的地址
{
break;
}
}

++leftCharAdd;//如果通过遇到计算符号退出, j指向的是计算符;若是运行到0退出, j为-1.综上, j需要+1才行


if (operatorAdd == leftCharAdd)//如果位置相同, 说明运算符左边没有变量的标识符
{
wrong = true;
cout << "表达式中" + currentOperator + "需要一个左值" << endl;
return leftname;//这个值不会被用到
}
else
{
leftname.assign(input.begin() + leftCharAdd, input.begin() + operatorAdd);//将名字赋值给leftname
}
return leftname;
}

/*************************************************
*Function: getRightname
*Description: 根据input字符串和运算符地址, 找到右边的变量标识符
*************************************************/
string getRightname(string input, int operatorAdd, int &rightCharAdd, string currentOperator)
{
string rightname;

//不想看到warning, 干脆强行转换一波吧233
for (rightCharAdd = operatorAdd + 1; rightCharAdd < static_cast<int>(input.size()); rightCharAdd++) //得到运算符右边的名字
{
if (input[rightCharAdd] == '+' || input[rightCharAdd] == '-' || input[rightCharAdd] == '*' || input[rightCharAdd] == '/' || input[rightCharAdd] == '@') //遇到计算符号退出, 得到变量的第一个字符的地址
{
break;
}
}

--rightCharAdd;//如果通过遇到计算符号退出, rightCharAdd指向的是计算符;若是运行到0退出, rightCharAdd为size大小.综上, rightCharAdd需要-1才行

if (operatorAdd == rightCharAdd)
{
wrong = true;
cout << "表达式中" + currentOperator + "需要一个右值" << endl; //如果位置相同, 说明运算符右边没有变量的标识符
return rightname;//这个值不会被用到
}
else
{
rightname.assign(input.begin() + operatorAdd + 1, input.begin() + rightCharAdd + 1);//将名字赋值给rightname,注意此时operatorAdd指向的是计算符号, 所以还得+1
}
return rightname;
}

/*************************************************
*Function: negativeConversion
*Description: 将负号转换为计算器能理解的变量
*************************************************/
void negativeConversion(string &input,int &tempCount)
{
vector<int> operators;
nums.emplace_back("$neg", -1, 1);//添加值为-1的变量
++tempCount;

for (int i = input.size() - 1; i > 0; --i)//如果减号前面跟着一个运算符号, 那么它的意义是负号.倒序替换适配连续减号的情况
{
if (input[i] == '-' && (input[i - 1] == '*' || input[i - 1] == '/' || input[i - 1] == '+' || input[i - 1] == '-') && i != input.size() - 1)
{
input.replace(input.begin() + i, input.begin() + i + 1, "$neg@");
}
}

if (input[0] == '-')//如果第一个字符就是减号, 那么减号代表的意义一定是负号
{
input.replace(input.begin(), input.begin() + 1, "$neg@");
}
}

/*************************************************
*Function: calcEngine
*Description: 计算引擎 输入表达式返回结果
*************************************************/
Rational_Numbers calcEngine(string input)
{
wrong = true;//wrong复位
Rational_Numbers result("1", 1, 1);
Rational_Numbers temp("$temp", 1, 1);//创建一个temp变量, 注意在计算中它的名字是temp.name
vector<int> operators;//记录所有运算符的位置
int tempCount = 0;//记录运算次数
int operatorAdd = 0;//记录当前计算运算符的位置

negativeConversion(input, tempCount);//将意义为负号的减号转换成neg@来计算

for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i) //如果input中没有计算符号, 说明输入有误
{
if (input[i] == '*' || input[i] == '/' || input[i] == '+' || input[i] == '-' || input[i] == '@')
{
wrong = false;
}
}

if (wrong)
{
cout << "输入的表达式没有计算符号" << endl;
deleteTemps(tempCount);
return result;//这里这个值不会被用到, 只是为了满足返回的要求
}

while (true)
{
if (input == "$temp" + int2str(tempCount - 1)) //如果只剩下这个, 说明计算完成
{
result = nums.back();
deleteTemps(tempCount);
return result;
}

operators.clear();//复位

for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i)
{
if (input[i] == '@')//找到除号
{
operatorAdd = i;
goto negative;
}
}

for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i)
{
if (input[i] == '*' || input[i] == '/' || input[i] == '+' || input[i] == '-')
{
operators.push_back(i);//录入所有运算符的位置
}
}

for (unsigned int i = 0; i < operators.size(); ++i) //先找*运算符, 然后依次找/ + - .满足* / + -的顺序进行计算
{
if ((input[operators[i]] == '*' && i == 0) || (input[operators[i]] == '*' && input[operators[i - 1]] != '/'))//找到乘号, 如果(是第一个运算符)或者(不是第一个运算符且前面不是除号), 进行计算.(这么做是为了保证如果只剩下乘和除的情况下, 按照顺序计算)
{
operatorAdd = operators[i];
goto muti;//跳到计算步骤
}
}

for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i)
{
if (input[i] == '/')//找到除号
{
operatorAdd = i;
goto divide;
}
}

for (unsigned int i = 0; i < operators.size(); ++i)
{
if ((input[operators[i]] == '+' && i == 0) || (input[operators[i]] == '+' && input[operators[i - 1]] != '-'))//找到加号, 如果(是第一个运算符)或者(不是第一个运算符且前面不是减号), 进行计算.(这么做是为了保证如果只剩下加和减的情况下, 按照顺序计算)
{
operatorAdd = operators[i];
goto pls;//plus遇到重名的了, 只好用pls
}
}

for (unsigned int i = 0; i < input.size(); ++i)
{
if (input[i] == '-')//找到减号
{
operatorAdd = i;
goto mins;
}
}

muti:
if (input[operatorAdd] == '*')
{
int rightCharAdd;
int leftCharAdd;
string leftname = getLeftname(input, operatorAdd, leftCharAdd, "*");//得到左边变量的名字
string rightname = getRightname(input, operatorAdd, rightCharAdd, "*");//得到左边变量的名字

if (wrong)//寻找名字时出错的跳出
{
deleteTemps(tempCount);////删除临时变量
return result;//这个返回值不会被用到
}

if (checkNums(leftname))//如果左边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(leftname, str2int(leftname), 1);
++tempCount;
}

if (checkNums(rightname))//如果右边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(rightname, str2int(rightname), 1);
++tempCount;
}

int leftadd = getAddress(leftname);//通过标识符得到变量在nums中的地址
int rightadd = getAddress(rightname);

if (leftadd == -1)//如果没有找到
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << leftname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

if (rightadd == -1)
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << rightname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

temp = nums[leftadd] * nums[rightadd]; //计算

temp.name = "$temp" + int2str(tempCount);
nums.push_back(temp); //$tempX在nums的最后一个, 将其赋值为这两个元素的积
input.replace(input.begin() + leftCharAdd, input.begin() + rightCharAdd + 1, "$temp" + int2str(tempCount)); //计算完成后将表达式中已经计算的部分替换为$temp方便下一步计算
++tempCount;
continue;
}

//========================================================================================================================================================================================//
//==============================================================================接下来的都跟乘法一样, 只是换了运算符号方法===================================================================//
//========================================================================================================================================================================================//

divide:
if (input[operatorAdd] == '/')
{
int rightCharAdd;
int leftCharAdd;
string leftname = getLeftname(input, operatorAdd, leftCharAdd, "/");//得到左边变量的名字
string rightname = getRightname(input, operatorAdd, rightCharAdd, "/");//得到左边变量的名字

if (wrong)//寻找名字时出错的跳出
{
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;//这个返回值不会被用到
}

if (checkNums(leftname))//如果左边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量, 值为变量名
{
nums.emplace_back(leftname, str2int(leftname), 1);
++tempCount;
}

if (checkNums(rightname))//如果右边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(rightname, str2int(rightname), 1);
++tempCount;
}

int leftadd = getAddress(leftname);//通过标识符得到变量在nums中的地址
int rightadd = getAddress(rightname);

if (leftadd == -1)//如果没有找到
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << leftname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

if (rightadd == -1)
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << rightname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

temp = nums[leftadd] / nums[rightadd]; //计算

temp.name = "$temp" + int2str(tempCount);
nums.push_back(temp); //$tempX在nums的最后一个, 将其赋值为这两个元素的商
input.replace(input.begin() + leftCharAdd, input.begin() + rightCharAdd + 1, "$temp" + int2str(tempCount)); //计算完成后将表达式中已经计算的部分替换为$temp方便下一步计算
++tempCount;
continue;
}

pls:
if (input[operatorAdd] == '+')
{
int rightCharAdd;
int leftCharAdd;
string leftname = getLeftname(input, operatorAdd, leftCharAdd, "+");//得到左边变量的名字
string rightname = getRightname(input, operatorAdd, rightCharAdd, "+");//得到左边变量的名字

if (wrong)//寻找名字时出错的跳出
{
deleteTemps(tempCount);////删除临时变量
return result;//这个返回值不会被用到
}

if (checkNums(leftname))//如果左边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(leftname, str2int(leftname), 1);
++tempCount;
}

if (checkNums(rightname))//如果右边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(rightname, str2int(rightname), 1);
++tempCount;
}

int leftadd = getAddress(leftname);//通过标识符得到变量在nums中的地址
int rightadd = getAddress(rightname);

if (leftadd == -1)//如果没有找到
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << leftname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

if (rightadd == -1)
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << rightname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

temp = nums[leftadd] + nums[rightadd]; //计算

temp.name = "$temp" + int2str(tempCount);
nums.push_back(temp); //$tempX在nums的最后一个, 将其赋值为这两个元素的和
input.replace(input.begin() + leftCharAdd, input.begin() + rightCharAdd + 1, "$temp" + int2str(tempCount)); //计算完成后将表达式中已经计算的部分替换为$temp方便下一步计算
++tempCount;
continue;
}

mins:
if (input[operatorAdd] == '-')
{
int rightCharAdd;
int leftCharAdd;
string leftname = getLeftname(input, operatorAdd, leftCharAdd, "-");//得到左边变量的名字
string rightname = getRightname(input, operatorAdd, rightCharAdd, "-");//得到左边变量的名字

if (wrong)//寻找名字时出错的跳出
{
deleteTemps(tempCount);////删除临时变量
return result;//这个返回值不会被用到
}

if (checkNums(leftname))//如果左边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(leftname, str2int(leftname), 1);
++tempCount;
}

if (checkNums(rightname))//如果右边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(rightname, str2int(rightname), 1);
++tempCount;
}

int leftadd = getAddress(leftname);//通过标识符得到变量在nums中的地址
int rightadd = getAddress(rightname);

if (leftadd == -1)//如果没有找到
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << leftname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

if (rightadd == -1)
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << rightname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

temp = nums[leftadd] - nums[rightadd]; //计算

temp.name = "$temp" + int2str(tempCount);
nums.push_back(temp); //$tempX在nums的最后一个, 将其赋值为这两个元素的差
input.replace(input.begin() + leftCharAdd, input.begin() + rightCharAdd + 1, "$temp" + int2str(tempCount)); //计算完成后将表达式中已经计算的部分替换为$temp方便下一步计算
++tempCount;
continue;
}

negative:
if (input[operatorAdd] == '@')
{
int rightCharAdd;
int leftCharAdd;
string leftname = getLeftname(input, operatorAdd, leftCharAdd, "-");//得到左边变量的名字
string rightname = getRightname(input, operatorAdd, rightCharAdd, "-");//得到左边变量的名字

if (wrong)//寻找名字时出错的跳出
{
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;//这个返回值不会被用到
}

if (checkNums(leftname))//如果左边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量, 值为变量名
{
nums.emplace_back(leftname, str2int(leftname), 1);
++tempCount;
}

if (checkNums(rightname))//如果右边变量是个纯数字, 说明进行实数计算, 建立一个同名的变量
{
nums.emplace_back(rightname, str2int(rightname), 1);
++tempCount;
}

int leftadd = getAddress(leftname);//通过标识符得到变量在nums中的地址
int rightadd = getAddress(rightname);

if (leftadd == -1)//如果没有找到
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << leftname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

if (rightadd == -1)
{
wrong = true;
cout << "没有找到标识符为" << rightname << "的变量" << endl;
deleteTemps(tempCount);//删除临时变量
return result;
}

temp = nums[leftadd] * nums[rightadd]; //计算

temp.name = "$temp" + int2str(tempCount);
nums.push_back(temp); //$tempX在nums的最后一个, 将其赋值为这两个元素的积
input.replace(input.begin() + leftCharAdd, input.begin() + rightCharAdd + 1, "$temp" + int2str(tempCount)); //计算完成后将表达式中已经计算的部分替换为$temp方便下一步计算
++tempCount;
continue;
}
}
}

public:
/*************************************************
*Function: start
*Description: 启动ioEngine, 与用户交互
*************************************************/
void start()
{
cout << "Rational Number Calculator On Win32" << endl;
cout << "Type \"help\" for more information." << endl;

while (true)
{
cout << ">>>";//提示等待用户输入

mode = 0; //将模式位归零

loadInstructions(); //读取指令, 不同的指令将mode换成对应的数字

if (instructions[0] == "write") //done
{
mode = WRITE;
}
if (instructions[0] == "delete") //done
{
mode = DELETE;
}
if (instructions[0] == "exit") //done
{
mode = EXIT;
}
if (instructions[0] == "calc") //done
{
mode = CALC;
}
if (instructions[0] == "help") //done
{
mode = HELP;
}
if (instructions[0] == "save") //done
{
mode = SAVE;
}
if (instructions[0] == "load") //done
{
mode = LOAD;
}
if (instructions[0] == "rename") //done
{
mode = RENAME;
}
if (instructions[0] == "list") //done
{
mode = LIST;
}
if (instructions[0] == "read") //done
{
mode = READ;
}


if (mode == 0) //提示输入错误
{
cout << "没有" << instructions[0] << "这个指令,输入help获得帮助"<<endl;
continue;
}

switch (mode)
{
//================================================//
//====================WRITE=======================//
//================================================//
case WRITE:
if (instructions.size() == 4) //检查参数数量是否正确
{ //format: write name numerator denominator
if (checkNums(instructions[2]) && checkNums(instructions[3]) && instructions[3]!="0") //是否都是数字,且分母不能为0
{
if (checkVaild(instructions[1]))//检查名字是否合法
{
int add = getAddress(instructions[1]); //获取这个名字的变量的下标
if (add != -1) //检测是否有同名的元素
{
nums[add].numerator = str2int(instructions[2]);
nums[add].denominator = str2int(instructions[3]);
nums[add].simplify(); //化简
cout << "覆盖成功" << endl;
}
else
{
nums.emplace_back(instructions[1], str2int(instructions[2]), str2int(instructions[3]));
cout << "创建成功" << endl;
}
}
else
{
cout << "标识符非法" << endl;
}
}
else
{
cout << "请输入正确的数字, 且分母不能为0" << endl;
}
}
else
{
if (instructions.size() == 3) //检查参数数量是否正确
{ //format: write newname anothername
int add = getAddress(instructions[2]);//检查原变量是否存在
if (add != -1)
{
if (checkVaild(instructions[1]))//检查新变量的标识符是否合法
{
int newadd = getAddress(instructions[1]);//检测是否有同名的元素
if (newadd != -1)
{
string newname = nums[newadd].name;
nums[newadd] = nums[add];//过程中名字被nums[add]的取代
nums[newadd].name = newname;
cout << "覆盖成功" << endl;
}
else
{
Rational_Numbers result;
result = nums[add];
result.name = instructions[1];
nums.push_back(result);
cout << "创建成功" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入的标识符非法" << endl;
}

}
else
{
cout << "没有找到名为" << instructions[2] << "的变量" << endl;
}
}
else
{
cout << "请输入正确数量的参数" << endl;
}
}

break;
//================================================//
//====================DELETE======================//
//================================================//
case DELETE: //format: delete name
if (instructions.size() == 2) //检查参数数量是否正确
{
int add = getAddress(instructions[1]); //获取地址
if (add != -1)//因为重载了等号, erase会删除错误
{
nums.erase(nums.begin() + add);
cout << "删除成功" << endl;
}
else
{
cout << "没有此标识符的变量" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//=====================EXIT=======================//
//================================================//
case EXIT:
if (instructions.size() == 1) //fotmat: exit
{
return; //这里break跳出的是switch,所以用return
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//=====================CALC=======================//
//================================================//
case CALC:
if (instructions.size() == 3) //fotmat: calc name expression
{
bool isHave$ = false;
for (unsigned int i = 0; i < instructions[2].size(); ++i)
{
if (instructions[2][i] == '

 
)
{
isHave$ = true;
}
}
if (!isHave$)//不含有$才能进行下一步, 避免用户输入$tempX导致bug
{
int add = getAddress(instructions[1]);
if (add != -1) //如果存在这个名字的变量, 将其赋值为结果
{
Rational_Numbers result = calcEngine(instructions[2]);
if (!wrong)//确认表达式计算正确
{
string name = nums[add].name;
nums[add] = result;
nums[add].name = name;
cout << "覆盖成功" << endl;
}
else//计算过程出错就直接退出
{
break;
}
}
else//如果不存在这个名字的变量, 创建一个新的变量
{
if (checkVaild(instructions[1]))//检查新变量名字的合法性
{
Rational_Numbers result = calcEngine(instructions[2]);
result.name = instructions[1];
if (!wrong)//确认表达式计算正确
{
nums.push_back(result);
cout << "变量创建成功" << endl;
}
else//计算过程出错就直接退出
{
break;
}
}
else
{
cout << "新变量的标识符非法" << endl;
}
}
}
else
{
cout << "表达式非法" << endl;
}
}
else
{
if (instructions.size() == 2) //fotmat: calc expression
{
bool isHave$ = false;
for (unsigned int i = 0; i < instructions[1].size(); ++i)
{
if (instructions[1][i] == '

 
)
{
isHave$ = true;
}
}
if (!isHave$)
{
Rational_Numbers result = calcEngine(instructions[1]);
if (!wrong)//确认表达式计算正确
{
cout << "结果是:" << result << " 实数结果为" << result.realNumber() << endl;
}
else//计算过程出错就直接退出
{
break;
}
}
else
{
cout << "表达式非法" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}
}

break;
//================================================//
//=====================HELP=======================//
//================================================//
case HELP:
if (instructions.size() == 1)
{
cout << "WRITE 1.输入参数创建新的/覆盖变量. 格式: write name numerator(分子) denominator(分母)" << endl;
cout << " 2.用已经有的变量创建新的/覆盖变量. 格式: write name existedName" << endl << endl;

cout << "DELETE 删掉已有的变量. 格式: write name existedName" << endl << endl;

cout << "RENAME 更改变量的标识符. 格式: rename oldname newname" << endl << endl;

cout << "LIST 输出所有变量. 格式:list" << endl << endl;

cout << "READ 输出特定变量. 格式:read" << endl << endl;

cout << "CALC 1.计算表达式并将结果创建新的/覆盖变量. 格式: calc name expression" << endl;
cout << " 2.计算表达式并将结果输出. 格式: calc expression" << endl;
cout << " 正确表达式示例:test1*-test2-2\*test3/233\*test4+666/-233" << endl;
cout << " 注意表达式中间不能有空格, 且不能是test*0.1这样, 如果想要乘0.1等小数需要创建一个变量值为1/10然后计算" << endl << endl;;

cout << "SAVE 将所有变量保存. 格式: save" << endl << endl;

cout << "LOAD 将保存的变量载入程序. 格式: load" << endl << endl;

cout << "EXIT 退出程序. 格式: exit" << endl << endl;

cout << "PS: 所有指令以及变量不区分大小写" << endl;
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//=====================SAVE=======================//
//================================================//
case SAVE:
if (instructions.size() == 1)
{
string temp;
cout << "确定要这么做么, 这将导致之前的文件被覆盖(y/n)" << endl;
getline(cin, temp);
if (temp == "y")
{
fstream strm;
strm.open(getDataDir(), ios::ate | ios::out);//覆盖方式打开, 若不存在此文件则创建
for (unsigned int i = 0; i < nums.size(); ++i)
{
strm << nums[i].name << endl << nums[i].numerator << endl << nums[i].denominator << endl;
}
cout << "保存成功" << endl;
}
else
{
cout << "已取消" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//=====================LOAD=======================//
//================================================//
case LOAD:
if (instructions.size() == 1)
{
ifstream strm;
strm.open(getDataDir());

if (strm.good())
{
string strtemp;
Rational_Numbers objtemp;
nums.clear();//删除当前所有的变量
while (true)
{
getline(strm, strtemp);
objtemp.name = strtemp;
getline(strm, strtemp);
objtemp.numerator = str2int(strtemp);
getline(strm, strtemp);
objtemp.denominator = str2int(strtemp);
if (!strm.good())
{
break;//如果读取完毕, 退出循环.
}
nums.push_back(objtemp); //将变量录入程序
}
cout << "读取成功" << endl;
}
else
{
cout << "没有找到储存文件" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//====================RENAME======================//
//================================================//
case RENAME: //format: rename name newname
if (instructions.size() == 3)
{
if (checkVaild(instructions[2])) //检查新名字是否合法
{
int add = getAddress(instructions[1]);
if (add != -1)
{
nums[add].name = instructions[2];
cout << "重命名成功" << endl; //本来还想加个新名字和旧名字一样不能改, 后来想想又要再加个if 而且没啥用...就算了
}
else
{
cout << "没有这个标识符的变量" << endl;
}
}
else
{
cout<<"标识符非法" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//=====================LIST=======================//
//================================================//
case LIST: //format: list
if (instructions.size() == 1) //检查参数数量是否正确
{
cout.setf(std::ios::left);
cout.width(5);
cout << "==============================================================================" << endl;
cout << setw(8) << "编号" << setw(15) << "标识符" << setw(20) << "值" << "实数" << endl;
for (unsigned int i = 0; i < nums.size(); ++i)
{
cout << setw(8) << i + 1 << setw(15) << nums[i].name << setw(20) << nums[i] << nums[i].realNumber() << endl; //重载过<<符号, 所以能直接输出
}
cout << "==============================================================================" << endl;
cout.unsetf(std::ios::left);
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}

break;
//================================================//
//=====================READ=======================//
//================================================//
case READ:
if (instructions.size() == 2)
{
int add = getAddress(instructions[1]);
if (add != -1)
{
cout << instructions[1] << "的值为:" << nums[add] <<" 实数值为"<< nums[add].realNumber() << endl;
}
else
{
cout << "不存在标识符为" << instructions[1] << "的变量" << endl;
}
}
else
{
cout << "输入正确数量的参数" << endl;
}
break;
}

}
}
};

int main()
{
MyioEngine ioEngine;
ioEngine.start();

system("pause");
return 0;
}