前言
在前两周组内进行了计算器的仿写，计算器仿写主要用到了MVC框架的思想以及数据结构中用栈进行四则运算的思想，还有就是对OC中的字符串进行各种判错操作处理。
接下来笔者将简单介绍一下利用OC实现计算机的基本思路
一、构建View界面
我们先来看一下计算机界面实现的具体效果：
在实现View界面时，笔者使用了Masonry进行布局，因为计算器界面按钮的排序是有规律的，因此使用Masonry能让我们的布局更加轻松。
下面给出创建部分按钮的示例：
for (int i = 0; i < 4; i++) {
//先循环创建16个按钮
for (int j = 0; j < 4; j++) {
_baseButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeRoundedRect];
_baseButton.layer.cornerRadius = SIZE / 2;//圆形按钮
_baseButton.titleLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:42];
_baseButton.tag = j + 4 + i * 4;
[self addSubview:_baseButton];
[_baseButton mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
//从底部开始约束
make.bottom.equalTo(self).offset(-(75 + (SIZE + 17) * (i + 1)));
make.left.equalTo(self).offset(5 + [UIScreen mainScreen].bounds.size.width / 4 * j);
make.width.equalTo(@SIZE);
make.height.equalTo(@SIZE);
}];
if (j < 3) {
//竖列
if (i < 3) {
//横行
[_baseButton setBackgroundColor:[UIColor colorWithWhite:0.15 alpha:1]];
[_baseButton setTitle:[NSString stringWithFormat:@"%d", j + 1 + i * 3] forState:UIControlStateNormal];
[_baseButton setTitleColor:[UIColor whiteColor] forState:UIControlStateNormal];
} else {
[_baseButton setBackgroundColor:[UIColor lightGrayColor]];
[_baseButton setTitle:grayArray[j] forState:UIControlStateNormal];
[_baseButton setTitleColor:[UIColor blackColor] forState:UIControlStateNormal];
}
} else {
//橘色符号
[_baseButton setBackgroundColor:[UIColor colorWithRed:0.9 green:0.58 blue:0 alpha:1]];
[_baseButton setTitle:orangeArray[i] forState:UIControlStateNormal];
[_baseButton setTitleColor:[UIColor whiteColor] forState:UIControlStateNormal];
}
if (j == 0 && i == 3) {
_baseButton.titleLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:34];
}
}
}
二、Model中进行数据处理
根据MVC框架的思想，我们的Model层是负责提供数据接口给controller使用，因此我们需要将处理好的数据返回给controller层。我们在此对其进行四则运算的逻辑操作。
这里简单介绍一下我们的四则运算，本质上是使用运算符号优先级来判断是否入栈出栈，笔者后面会单独写博客讲述。这里有人会先将中缀表达式转为后缀表达式再去计算结果，笔者这里直接使用中缀表达式计算结果
代码：
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
self.stackArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:Maxsize];
self.stackSize = Maxsize;
}
return self;
}
char Precede(char theta1, char theta2) {
int i, j;
char pre[7][7] = {
{
'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>'},
{
'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>'},
{
'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'},
{
'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'},
{
'<', '<', '<', '<', '<', '=', '0'},
{
'>', '>', '>', '>', '0', '>', '>'},
{
'<', '<', '<', '<', '<', '0', '='}
};
switch (theta1) {
case '+': i = 0; break;
case '-': i = 1; break;
case '*': i = 2; break;
case '/': i = 3; break;
case '(': i = 4; break;
case ')': i = 5; break;
case '=': i = 6; break;
}
switch (theta2) {
case '+': j = 0; break;
case '-': j = 1; break;
case '*': j = 2; break;
case '/': j = 3; break;
case '(': j = 4; break;
case ')': j = 5; break;
case '=': j = 6; break;
}
return pre[i][j];
}
double Operate(double a, char theta, double b) {
switch (theta) {
case '+': return a + b;
case '-': return a - b;
case '*': return a * b;
case '/':
if (b != 0) {
return a / b;
} else {
NSLog(@"Divisor can not be zero!");
exit(0);
}
}
return 0;
}
int In(char c) {
switch (c) {
case '+':
case '-':
case '*':
case '/':
case '(':
case ')':
case '=':
return 1;
default:
return 0;
}
}
- (NSString *) evaluateExpression:(NSString *)exp {
_OPND = [[Model alloc] init];//数字栈
_OPTR = [[Model alloc] init];//符号栈
double a, b, theta, X1, X2;
char ch;
NSInteger i = 0;
NSInteger fuhaoFlag = 0;
NSInteger kuohaoFlag = 0;
NSInteger fuhaoBegin = 0;
[_OPTR push:'='];
ch = [exp characterAtIndex:i++];
if (ch == '-') {
ch = [exp characterAtIndex:i++];
fuhaoFlag = 1;
}
while (ch != '=' || [_OPTR getTop] != '=') {
if (In(ch)) {
if (ch == '(') {
kuohaoFlag = 1;
}
if (ch == '-' && [exp characterAtIndex:i - 2] == '(') {
fuhaoFlag = 1;
kuohaoFlag = 0;
ch = [exp characterAtIndex:i++];
continue;
}
switch (Precede([_OPTR getTop], ch)) {
case '<':
[_OPTR push:ch];
ch = [exp characterAtIndex:i++];
break;
case '>':
[_OPTR pop:&theta];
[_OPND pop:&b];
[_OPND pop:&a];
if (theta == '/' && b == 0) {
return @"error";
}
[_OPND push:Operate(a,theta,b)];
break;
case '=':
[_OPTR pop:&theta];
ch = [exp characterAtIndex:i++];
break;
}
} else if (isdigit(ch)) {
X1 = ch - '0';
[_OPND push:X1];
X2 = X1;
ch = [exp characterAtIndex:i++];
while (isdigit(ch)) {
X1 = ch - '0';
X2 = 10 * X2 + X1;
ch = [exp characterAtIndex:i++];
}
if (ch == '.') {
ch = [exp characterAtIndex:i++];
double decimal = 0.0;
double j = 1;
while (isdigit(ch)) {
double f = (double)(ch - '0');
decimal = f / (pow(10, j));
j++;
ch = [exp characterAtIndex:i++];
X2 += decimal;
}
}
if (fuhaoFlag == 0 && fuhaoBegin == 0) {
double tmpX1;
[_OPND pop:&tmpX1];
[_OPND push:X2];
} else {
double tmpX1;
[_OPND pop:&tmpX1];
[_OPND push:-X2];
fuhaoFlag = 0;
fuhaoFlag = 0;
}
} else {
return @"error";
}
}
double result = [_OPND getTop];
NSString *resultString = [NSString stringWithFormat:@"%f", result];
resultString = [self removeFloatAllZeroByString:resultString];
return resultString;
}
在OC中我们初始化两个栈，一个存储数字，一个存储符号，然后不断将符号与数字入栈出栈，直至碰到“=”。
一些判错操作：
我们也需要对我们的表达式进行一些判错处理，例如运算符相连或事括号数量的不匹配等问题，演示结果如下：
或是小数点不匹配与结果末尾有多余0的情况：
这些判错操作的部分是计算器最复杂的部分，需要多多琢磨。
三、Controller层实现View与Model交互
在MVC中我们的Controller的作用是实现View与Model交互，因此我们需要在Controller层中实现我们界面按钮的点击事件并将其转换为字符串，同时将生成的字符串传入Model层进行数据处理，如果没有判错则将其结果输出。
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
_calculatorView= [[View alloc] init];
_calculatorView.frame = CGRectMake(0, 0, self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.height);
[self.view addSubview:_calculatorView];
//为视图中的按钮在controller中添加事件
for (UIView *subview in self.calculatorView.subviews) {
if ([subview isKindOfClass:[UIButton class]]) {
UIButton *button = (UIButton *)subview;
[button addTarget:self action:@selector(pressButton:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}
}
_calculatorModel= [[Model alloc] init];
}
这里需要注意，因为笔者理解的MVC中View只负责界面的绘制，并不用处理界面的逻辑，例如界面中控件的点击事件，因此这里需要再controller中使用如下代码对其进行点击事件的添加：
for (UIView *subview in self.calculatorView.subviews) {
if ([subview isKindOfClass:[UIButton class]]) {
UIButton *button = (UIButton *)subview;
[button addTarget:self action:@selector(pressButton:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}
}
接下来给出一些对按钮中的点击事件的代码：
//左右括号
if (btn.tag == 17) {
if (![_calculatorView.printfLabel.text isEqual: @"0"]) {
_calculatorView.printfLabel.text = [_calculatorView.printfLabel.text stringByAppendingString:@"("];
} else {
_calculatorView.printfLabel.text = @"(";
} }
if (btn.tag == 18) {
if (![_calculatorView.printfLabel.text isEqual: @"0"]) {
_calculatorView.printfLabel.text = [_calculatorView.printfLabel.text stringByAppendingString:@")"];
} else {
_calculatorView.printfLabel.text = @")";
} }
if (btn.tag == 3) {
if ([_calculatorModel error:_calculatorView.printfLabel.text] == 1 ) {
_calculatorView.printfLabel.text = @"error";
} else {
_calculatorView.printfLabel.text = [_calculatorView.printfLabel.text stringByAppendingString:@"="];
NSString *result = [_calculatorModel evaluateExpression:_calculatorView.printfLabel.text];
NSLog(@"%@", result);
_calculatorView.printfLabel.text = result;
}
}
这里需要注意我们在VIew中创建按钮时已经对其tag进行赋值，因此可在controller文件中直接使用
总结
计算器的仿写其实不难，最难的部分是对表达式的处理，有许多细节需要注意