C++简易计算器_理解面向对象

         为更好理解面向对象的过程，举一例，如输入表达式3+2*5，解析与求值过程如下：
         一个字符一个字符的读，根据字符的种类去决定组合成哪种单词（token），这个过程叫词法分析，由词法分析器完成。词法分析器在这里就是函数Token_value get_token();该函数返回单词。这里调用5次，就依次返回5个单词，分别是NUMBER, PLUS, NUMBER, MUL, NUMBER，当返回NUMBER时，get_token()函数还会将读到的数存入全局变量number_value中。
         其它几个是语法分析函数，有prim(),term(),expr()三个，其中每个语法分析函数处理的实体大小不一样的。此例中，expr()函数把整个表达式(3 + 2 * 5)看成一个实体，返回整个表达式的值，term()函数把(2 * 5)看成一个实体，它处理乘和除，返回这个实体的值。prim()函数把（3 + 10）看成一个实体，它处理的是加和减，以及更小的单个变量或常量。
         代码如下：

#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
#include<cctype>
using namespace std;

// 将token用他们的字符所对应的整数表示，这样做既方便有效，
// 又能帮助使用排错系统的人。
enum Token_value {
	NAME, NUMBER, END, PLUS='+',
	MINUS='-', MUL='*', DIV='/',
	PRINT=';', ASSIGN='=', LP='(', RP=')',
};
Token_value curr_tok = PRINT;

double expr(bool);
double term(bool);
double prim(bool);
Token_value get_token();
double error(const string&);
map<string, double> table;

int no_of_errors;

int main()
{
	table["pi"] = 3.1415924535;
	table["e"] = 2.178;

	while(cin) {
		get_token();
		if(curr_tok == END) break;
		if(curr_tok == PRINT) continue;
		cout<<expr(false)<<'\n';
	}
	return no_of_errors;
}

// 每个分析器都有一个bool参数，
// 指明该函数是否需要调用get_token()去取得下一个参数
// expr处理加减，一直到不是加减返回left
double expr(bool get) {
	double left = term(get);
	for(;;) {
		switch (curr_tok){
		case PLUS:
			left += term(true);
			break;
		case MINUS:
			left += term(true);
			break;
		default:
			return left;
		}
	}
}

// 函数term处理乘除，采用的方式与expr()处理方法一样
double term(bool get) {
	double left = prim(get);
	for(;;) {
		switch (curr_tok){
		case MUL:
			left *= prim(true);
			break;
		case DIV:
			if (double d = prim(true)) {
				left /= d;
				break;
			}
			return error("divide by 0");
		default:
			return left;
		}
	}
}

double number_value;
string string_value;

// prim处理初等项的方式很像expr和term
double prim(bool get) {
	if (get) get_token();

	switch(curr_tok) {
	case NUMBER: {
		double v = number_value;
		get_token();
		return v;
				 }
	case NAME: {
		double& v = table[string_value];
		if (get_token() == ASSIGN) v = expr(true);
		return v;
			   }
	case MINUS:
		return -prim(true);
	case LP: {
		double e = expr(true);
		if (curr_tok != RP) return error(" ) expected");
		get_token();
		return e;
			 }
	default:
		return error("primary expected");
	}
}

Token_value get_token() {
	char ch;

	do { // 低级输入，改进输入
		if(!cin.get(ch)) return curr_tok = END;
	} while(ch != '\n' && isspace(ch));

	switch(ch) {
	case 0:
		return curr_tok=END;
	case '\n':
		return curr_tok=PRINT;
	case '+':
	case '-':
	case '*':
	case '/':
	case ';':
	case '(':
	case ')':
	case '=':
		return curr_tok = Token_value(ch);
	case '0': case '1': case '2': case '3': case '4':
	case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
	case '.':
		cin.putback(ch);
		cin>>number_value;
		return curr_tok = NUMBER;
	default:
		if (isalpha(ch)) {
			string_value = ch;
			while(cin.get(ch) && isalnum(ch)) string_value.push_back(ch);
			cin.putback(ch);
			return curr_tok = NAME;
		}
		error("bad token");
		return curr_tok = PRINT;
	}
}

double error(const string& s) {
	no_of_errors ++;
	cerr<<"error: "<<s<<'\n';
	return 1;
}