QT学习之计算器

news2024/11/15 14:00:47

网格布局初尝试，快速构建计算器

在这里插入图片描述
项目结构：
在这里插入图片描述

wident.h拖动建立界面，20个button，一个lineedit
布局好后整体网格布局调整，依次给每个案件输入文本，并改objectname方便后期辨识

为了在lineedit显示数字，转到槽，编辑点击事件，如显示“1”

void Widget::on_pushButton1_clicked()
{
    expression += "1";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

QString expression定义在 wident.h文件 ，定义在类的头文件中，使得expression在类的所有成员函数中都可以直接访问。无论是数字按钮、操作符按钮的点击响应函数，还是计算结果的函数等，都能够方便地使用这个变量来存储和操作表达式

主要看计算部分：

int Widget::Priority(char ch)
{
    switch(ch)
    {
        case '(':
            return 3;
        case '*':
        case '/':
            return 2;
        case '+':
        case '-':
            return 1;
        default:
            return 0;
    }
}

这个函数用于判断操作符的优先级。根据不同的操作符返回不同的优先级值
( 的优先级最高，* 和 / 次之，+ 和 - 最低

接下来，是计算输入的式子：

一、准备工作

创建两个栈：

s_num：用于存储数字。
s_opt：用于存储操作符。

将用户输入的表达式从 QString 转换为 char * 类型的数组 opt，以便后续处理
（因为代码中后续的表达式计算部分使用了一些传统的 C 风格字符串处理）

二、遍历表达式

数字处理：
当遍历到的字符是数字时，不断读取后续连续的数字字符，将其转换为整数。例如，遇到字符 “1” “2” “3”，将其识别为数字 123
将转换后的整数压入 s_num 栈中。

操作符处理：
如果遍历到的字符是操作符（如 “+” “-” “ * ” “/” 等）或 括号：
首先判断s_opt栈是否为空，或者当前操作符的优先级高于s_opt栈顶操作符的优先级，或者遇到左括号 “ ( ” 且当前字符不是右括号 “ ) ”。
如果满足这些条件之一，则将当前操作符压入 s_opt 栈中。

如果遇到右括号 “)”，则不断从s_opt栈中弹出操作符并进行相应计算，直到遇到左括号 “(”，然后将左括号从s_opt栈中弹出。

如果当前操作符的优先级小于等于s_opt栈顶操作符的优先级，或者遇到右括号且s_opt栈顶不是左括号，或者表达式遍历结束且s_opt栈不为空，则从s_opt栈中弹出一个操作符进行计算。

三、计算过程
当从s_opt栈中弹出一个操作符时，根据操作符的类型进行相应的计算：
如果是 “+”，从s_num栈中 弹出两个数字（先弹出的作为第二个操作数，后弹出的作为第一个操作数），进行加法运算，并将结果压入s_num栈中。
如果是 “-”，进行减法运算，注意顺序与加法相反。
如果是 “*”，进行乘法运算。
如果是 “/”，进行除法运算，同样注意顺序。
重复上述过程，直到s_opt栈为空且表达式遍历结束。
四、得到结果
此时s_num栈中只剩下一个数字，即表达式的计算结果。
将这个结果转换为QString类型，并显示在主行编辑框中。同时清空用于存储表达式的字符串expression，为下一次计算做准备。

例子：1+2+(3/3+2)
在这里插入图片描述
以表达式 1 + 2 + (3 / 3 + 2) 为例，来详细解释算法的处理过程。

初始状态
表达式: 1 + 2 + (3 / 3 + 2)

s_num: 操作数栈，初始为空
s_opt: 操作符栈，初始为空
opt: 存储表达式的字符数组
i: 当前字符索引，初始为 0
tmp: 用于累积构建数字，初始为 0

遍历表达式

1、读取 ‘1’：
是数字，tmp = 1
下一个字符是空格或操作符，将 1 推入 s_num
s_num = [1]，tmp 重置为 0

2、读取 ‘+’：
是操作符，s_opt 为空，将 ‘+’ 推入 s_opt
s_opt = [‘+’]

3、读取 ‘2’：
是数字，tmp = 2
下一个字符是空格或操作符，将 2 推入 s_num
s_num = [1, 2]，tmp 重置为 0

4、读取 ‘+’：
是操作符，优先级与栈顶 ‘+’ 相同
进行计算：num1 = 2，num2 = 1，计算 1 + 2 = 3
将结果 3 推入 s_num
s_num = [3]
将新的 ‘+’ 推入 s_opt
s_opt = [‘+’]

5、读取 ‘(’：
是左括号，直接推入 s_opt
s_opt = [‘+’, ‘(’].

6、读取 ‘3’：
是数字，tmp = 3
下一个字符是空格或操作符，将 3 推入 s_num
s_num = [3, 3]，tmp 重置为 0

7、读取 ‘/’：
是操作符，s_opt 栈顶是 ‘(’，将 ‘/’ 推入 s_opt
s_opt = [‘+’, ‘(’, ‘/’].

8、读取 ‘3’：
是数字，tmp = 3
下一个字符是空格或操作符，将 3 推入 s_num。
s_num = [3, 3, 3]，tmp 重置为 0.

9、读取 ‘+’：
是操作符，s_opt 栈顶是 ‘/’，优先级较低
进行计算：num1 = 3，num2 = 3，计算 3 / 3 = 1
将结果 1 推入 s_num
s_num = [3, 1]
将 ‘+’ 推入 s_opt
s_opt = [‘+’, ‘(’, ‘+’].

10、读取 ‘2’：
是数字，tmp = 2
下一个字符是空格或操作符，将 2 推入 s_num
s_num = [3, 1, 2]，tmp 重置为 0.

11、读取 ‘)’：
处理括号，弹出并计算括号内表达式。
取出 num1 = 2，num2 = 1，计算 1 + 2 = 3
将结果 3 推入 s_num。
s_num = [3, 3]
弹出 ‘(’

12、结束计算：
s_opt 栈中还有 ‘+’
计算 num1 = 3，num2 = 3，计算 3 + 3 = 6
将结果 6 推入 s_num
s_num = [6]
最终结果
s_num 栈顶的值 6 即为最终结果

在这里插入图片描述

代码：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    //this->setMaximumSize(200,280);
    //this->setMinimumSize(200,280);

    this->setWindowTitle("计算器");
    QFont f("仿宋",14);
    ui->mainlineEdit->setFont(f);

    //按钮放图片
    //QIcon con("");
    //ui->pushButton_del->setIcon(con);

    ui->pushButton_equal->setStyleSheet("background:orange");
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}


void Widget::on_pushButton1_clicked()
{
    expression += "1";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton2_clicked()
{
    expression += "2";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton3_clicked()
{
    expression += "3";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton4_clicked()
{
    expression += "4";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton5_clicked()
{
    expression += "5";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton6_clicked()
{
    expression += "6";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton7_clicked()
{
    expression += "7";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton8_clicked()
{
    expression += "8";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton9_clicked()
{
    expression += "9";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_sum_clicked()
{
    expression += "+";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_sub_clicked()
{
    expression += "-";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_mult_clicked()
{
    expression += "*";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_div_clicked()
{
    expression += "/";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}


void Widget::on_pushButton_left_clicked()
{
    expression += "(";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_right_clicked()
{
    expression += ")";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton0_clicked()
{
    expression += "0";
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_clear_clicked()
{
    expression.clear();
    ui->mainlineEdit->clear();
}

void Widget::on_pushButton_del_clicked()
{
    expression.chop(1);
    ui->mainlineEdit->setText(expression);
}

void Widget::on_pushButton_equal_clicked()
{
    QStack<int> s_num, s_opt;

    char opt[128] = {0};
    int i = 0, tmp = 0, num1, num2;

    //把QString转换成char *
    QByteArray ba;
    ba.append(expression);   //把QString转换成QByteArray
    strcpy(opt, ba.data());  //data可以把QByteArray转换成const char *

    while (opt[i] != '\0' || s_opt.empty() != true)
    {
        if (opt[i] >= '0' && opt[i] <= '9')
        {
            tmp = tmp * 10 + opt[i] - '0';
            i++;
            if (opt[i] < '0' || opt[i] > '9')
            {
                s_num.push(tmp);
                tmp = 0;
            }
        }
        else           //操作符
        {
            if (s_opt.empty() == true || Priority(opt[i]) > Priority(s_opt.top()) ||
                    (s_opt.top() == '(' && opt[i] != ')'))
            {
                s_opt.push(opt[i]);
                i++;
                continue;
            }

            if (s_opt.top() == '(' && opt[i] == ')')
            {
                s_opt.pop();
                i++;
                continue;
            }

            if (Priority(opt[i]) <= Priority(s_opt.top()) || (opt[i] == ')' && s_opt.top() != '(') ||
                (opt[i] == '\0' && s_opt.empty() != true))
            {
                char ch = s_opt.top();
                s_opt.pop();
                /*减法和除法，先出栈的作为第二个参数   后缀表达式*/
                switch(ch)
                {
                    case '+':
                        num1 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        num2 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        s_num.push(num1 + num2);
                        break;
                    case '-':
                        num1 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        num2 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        s_num.push(num2 - num1);
                        break;
                    case '*':
                        num1 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        num2 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        s_num.push(num1 * num2);
                        break;
                    case '/':
                        num1 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        num2 = s_num.top();
                        s_num.pop();
                        s_num.push(num2 / num1);
                        break;
                }
            }
        }
    }
    ui->mainlineEdit->setText(QString::number(s_num.top()));
    expression.clear();
}


int Widget::Priority(char ch)
{
    switch(ch)
    {
        case '(':
            return 3;
        case '*':
        case '/':
            return 2;
        case '+':
        case '-':
            return 1;
        default:
            return 0;
    }
}

PS:后缀表达式复习
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