/****************************************************************************************** *TITE : calculator * *FILE : calculator.c * *Include Fucntion : input_data(), Formula(), GetToken(), Post(), Cal(), Main() * *DATE : From Dec 04, 2013 to Dec 07, 2013 * *METHOD : 괄호를 포함한 수식을 입력 받는다. * * : 입력받은 수식에서 생략 가능한 괄호는 생략 * * : 생략 가능한 괄호가 제거된 수식을 출력 * * : 수식을 토큰 단위로 나눈뒤 출력 * * : 토큰단위로 나눈 중위식을 후위식으로 변환 * * : 후위식으로 변환된 식을 계산하여 결과 출력 * ******************************************************************************************/ #define INSERT 1 #define CONVERSION 2 #define TOKEN 3 #define POSTFIX 4 #define CALCULATE 5 #define EXIT -1 #define MAX_SIZE 40 #include #include #include char numbers[MAX_SIZE][MAX_SIZE]; char oper[MAX_SIZE]; float num[MAX_SIZE]; char cal_oper[MAX_SIZE]; char mod[MAX_SIZE]; char check[MAX_SIZE]; int mod_leng; char result_mod[MAX_SIZE]; int input_data() { int i, lparen = 0, rparen = 0; system("cls"); memset(mod, '\0', MAX_SIZE); printf("수식을 입력하세요 : "); gets(mod); mod_leng = strlen(mod); /*********************************************************************************** 괄호의 수를 계산 ************************************************************************************/ for( i = 0 ; i < mod_leng ; i++){ if('(' == mod[i]) lparen++; else if(')' == mod[i]) rparen++; }//end_of_for /*********************************************************************************** 괄호의 짝이 맞는지를 검사 ************************************************************************************/ if(lparen != rparen){ printf("괄호 짝이 맞지 않습니다.[(괄호 = %d개, )괄호 = %d개]", lparen, rparen); exit(EXIT); } /*********************************************************************************** 괄호를 포함산 수식이 올바르게 입력됐는지를 검사 ************************************************************************************/ for( i = 0 ; i < mod_leng ; i++){ if(mod[i] >= '0' && mod[i] <= '9' && mod[i+1] == '('){ printf("잘못된 수식을 입력하였습니다.\n"); exit(EXIT); } }//end_of_for printf("입력된 수식은 [ %s ] 입니다.\n\n\n", mod); return (rparen); } void formula(int right_count) { int i, j = 0; int k, l, m = -1, n = 0; char leftCharacter, centCharacter, rightCharacter; typedef struct tmpData{ char tmp_mod; int index; }data; typedef struct parenCount{ int left; int right; }paren; data tmp[MAX_SIZE]; paren *parenNum; int *tmpParen; /********************************************************************************** 입력된 수식에서 연산자와 괄호만 추출 하는 반복문 ***********************************************************************************/ for ( i = 0 ; i < mod_leng ; i++){ if(mod[i] >= '1' && mod[i] <= '9'){ continue; }else if (mod[i] == '+' || mod[i] == '-' || mod[i] == '*' || mod[i] == '/' || mod[i] == '(' || mod[i] == ')'){ tmp[j].tmp_mod = mod[i]; tmp[j].index = i; j++; } }//end_of_for /********************************************************************************** 왼쪽 오른쪽 괄호 좌표값을 저장할 배열 생성 ***********************************************************************************/ parenNum = (paren*)malloc(sizeof(paren)*right_count); if(parenNum == NULL){ printf("Memory ERROR\n"); exit(EXIT); } else memset(parenNum, 0, sizeof(data)*right_count); /********************************************************************************** 왼쪽 오른쪽 괄호 좌표값을 저장할 배열 생성 ***********************************************************************************/ tmpParen = (int*)malloc(sizeof(int)*right_count); if(tmpParen == NULL){ printf("Memory ERROR\n"); exit(EXIT); } else memset(tmpParen, 0, sizeof(int)*right_count); /********************************************************************************** 괄호 쌍들을 묶어서 저장 하는 반복문 ***********************************************************************************/ for ( l = 0 ; l < j ; l++){ if(tmp[l].tmp_mod == '('){ m++; tmpParen[m] = tmp[l].index; } else if (tmp[l].tmp_mod == ')') { parenNum[n].left = tmpParen[m]; m--; parenNum[n].right = tmp[l].index; n++; } }//end_of_for /********************************************************************************** 괄호를 생략해야 하는지 말아야 하는지 판단하는 반복문 ***********************************************************************************/ for( i = 0 ; i < right_count ; i++){ /************ 왼쪽 괄호 연산자 찾기 *********/ for( j = parenNum[i].left ; j >= 0 ; j--){ if(mod[j] == '+' || mod[j] == '-' || mod[j] == '*' || mod[j] == '/' ){ leftCharacter = mod[j]; break; } }//end_of_for /************ 오른쪽 괄호 연산자 찾기 *********/ for( j = parenNum[i].right ; j < mod_leng ; j++){ if(mod[j] == '+' || mod[j] == '-' || mod[j] == '*' || mod[j] == '/' ){ rightCharacter = mod[j]; break; } }//end_of_for centCharacter = NULL; /*********************************************************************** 괄호 사이에 있는 연산자 찾기 ************************************************************************/ for( j = parenNum[i].left ; j < parenNum[i].right ; j++){ if(mod[j] == '(' || mod[j] == ')'){ continue; }else if(mod[j] >= '1' && mod[j] == '9'){ continue; }else if(mod[j] == '+' || mod[j] == '-'){ if(check[j] == '0'){ centCharacter = mod[j]; check[j] = '2'; } }else if(mod[j] == '*' || mod[j] == '/' ){ if(centCharacter == '+' || centCharacter == '-'){ check[j] = '2'; continue; }else if(centCharacter == '*' || centCharacter == '/'){ check[j] = '2'; }else if(centCharacter == NULL){ centCharacter = mod[j]; check[j] = '2'; } } }//end_of_for if(centCharacter == '+' || centCharacter == '-'){ if(leftCharacter == '*' || leftCharacter == '/' || rightCharacter == '*' || rightCharacter == '/') check[parenNum[i].left] = check[parenNum[i].right] = '0'; else check[parenNum[i].left] = check[parenNum[i].right] = '1'; } else if (centCharacter == '*' || centCharacter == '/'){ if(leftCharacter == '+' || leftCharacter == '-' || leftCharacter == '*' || leftCharacter == '/' || rightCharacter == '+' || rightCharacter == '-' || rightCharacter == '*' || rightCharacter == '/') check[parenNum[i].left] = check[parenNum[i].right] = '1'; else check[parenNum[i].left] = check[parenNum[i].right] = '1'; } }//end_of_for /******************************************************************************** 괄호가 정리된 수식을 출력하는 반복문 *********************************************************************************/ printf("\n생략이 가능한 괄호를 제거한 식은\n[ "); for( i = 0, j = 0 ; i < mod_leng ; i++){ if(check[i] != '1'){ printf("%c", mod[i]); result_mod[j] = mod[i]; j++; } } printf(" ]\n입니다.\n\n"); } /************************************************************************************* Token 단위로 분리 **************************************************************************************/ int get_token() { int i, length; int j = 0, numcount = 1; int k = 0, l = 0; int parencheck = 0; length = strlen(result_mod); // 입력된 수식의 길이 구하기 /********************************************************************************** 입력된 수식으로 부터 연산자와 피연산자를 구별하는 반복문 ***********************************************************************************/ for( i = 0 ; i < length ; i++){ if(result_mod[i] >= '0' && result_mod[i] <= '9' || result_mod[i] == '.'){ // 숫자(실수포함) 따로 저장 numbers[j][k] = result_mod[i]; k++; } else if ( result_mod[i] == '+' || result_mod[i] == '-' || result_mod[i] == '*' || result_mod[i] == '/' || result_mod[i] == '(' || result_mod[i] == ')' ) { // 연산자 따로 저장 oper[l] = result_mod[i]; if(result_mod[i] != '(' && result_mod[i] != ')'){ numcount++; j++; } l++,k = 0; // 연산자 단위로 피연산자가 구별이 되기 대문에 0으로 초기화 해준다. } else if ( result_mod[i] == ' ') // 공백 문자열 무시 continue; }//end_of_for /********************************************************************************** 추출된 피연산자(숫자)를 실수로 변환시키는 반복문 ***********************************************************************************/ for ( i = 0 ; i <= numcount ; i++){ num[i] = atof(numbers[i]); }//end_of_for printf("\n"); /********************************************************************************** 토큰 단위로 분리된 수식을 하나로 표현 ***********************************************************************************/ for ( i = 0, j = 0 ; i < numcount ; i++, j++){ /***************************************************************************** 식이 괄호부터 시작할 경우 ******************************************************************************/ if(oper[j] == '('){ printf("%c", oper[j]); j++; } printf("%3.2f", num[i]); if( i != numcount){ printf("%c", oper[j]); /************************************************************************ 괄호를 만났을때 연산자를 출력해 주는 규칙 *************************************************************************/ if(oper[j+1] == '('){ while(oper[j+1] == '('){ j++; printf("%c", oper[j]); } } else if (oper[j] == ')' && oper[j+1] == ')') { while(oper[j+1] == ')') { j++; printf("%c", oper[j]); } if(oper[j+1] == '+' || oper[j+1] == '-' || oper[j+1] == '*' || oper[j+1] == '/'){ j++; printf("%c", oper[j]); } } else if (oper[j] == ')'){ if(oper[j+1] == '+' || oper[j+1] == '-' || oper[j+1] == '*' || oper[j+1] == '/'){ j++; printf("%c", oper[j]); } } } else{ printf("\n"); break; }//end_of_if }//end_of_for printf("\n\n"); return numcount; } /************************************************************************************* 중위식 -> 후위식 **************************************************************************************/ int post(int nums) { int i, j = 0, k = 0, chk = 0, opchk = 0; int parencheck = 0; // 괄호가 있는지를 확인하는 변수 char stack_oper[MAX_SIZE] = "\0"; // 스택 printf("\n"); memset(check, '\0', MAX_SIZE); for( i = 0 ; i < nums ; i++){ printf("%3.2f ", num[i]); check[chk] = '1'; chk++; /********************************************************** 스택이 공백일 때 ***********************************************************/ if( j == 0 ) { if(oper[k] != '('){ stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; if(oper[k] == '('){ while(oper[k] == '('){ stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; } } }else { while(oper[k] == '('){ stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; } stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; } /********************************************************* 스택이 공백이 아닐 때 **********************************************************/ } else if (j != 0) { if(oper[k] == '+' || oper[k] == '-'){ if(stack_oper[j-1] == '('){ stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; }else { printf("%c ", stack_oper[j-1]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j-1]; stack_oper[j-1] = oper[k]; opchk++; k++; check[chk] = '0'; chk++; } } else if (oper[k] == '*' || oper[k] == '/'){ if(stack_oper[j-1] == '('){ stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; }else { if(stack_oper[j-1] == '*' || stack_oper[j-1] == '/'){ printf("%c ", stack_oper[j-1]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j-1]; opchk++; stack_oper[j-1] = oper[k]; k++; check[chk] = '0'; chk++; } else if (stack_oper[j-1] == '+' || stack_oper[j-1] == '-'){ stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; } } }else if ( oper[k] == '(') { stack_oper[j] = oper[k]; j++, k++; }else if (oper[k] == ')'){ while(stack_oper[j-1] != '('){ j--; printf("%c ", stack_oper[j]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j]; opchk++; stack_oper[j] = '\0'; check[chk] = '0'; chk++; if(stack_oper[j-1] == '('){ j--, k++; if(oper[k] != '\0') stack_oper[j] = oper[k]; else stack_oper[j] = '\0'; if( i+1 == nums && oper[k] == '\0'){ while(j != 0){ printf("%c ", stack_oper[j-1]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j-1]; check[chk] = '0'; chk++; j--; } } if(stack_oper[j] == '+' || stack_oper[j] == '-'){ if(stack_oper[j-1] != '('){ printf("%c ", stack_oper[j-1]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j-1]; stack_oper[j-1] = stack_oper[j]; j--; opchk++; check[chk] = '0'; chk++; } }else if(stack_oper[j] == '*' || stack_oper[j] == '/') { if(stack_oper[j-1] != '('){ if(stack_oper[j-1] == '*' || stack_oper[j-1] == '/'){ printf("%c ", stack_oper[j-1]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j-1]; stack_oper[j-1] = stack_oper[j]; j--; opchk++; check[chk] = '0'; chk++; } } } j++; break; } }//end_of_while k++; } else if( oper[k] == '\0') { for( j -= 1 ; j >= 0 ; j--){ printf("%c ", stack_oper[j]); cal_oper[opchk] = stack_oper[j]; opchk++; check[chk] = '0'; chk++; } } }//end_of_if }//end_of_for printf("\n\n"); return chk; } void cal(int nums) { int i, j = 0, k = 0, l = 0; float num_stack[MAX_SIZE]; memset(num_stack, 0, MAX_SIZE); for(i = 0 ; i <= nums ; i++ ){ if(check[i] == '1'){ num_stack[k] = num[l]; k++, l++; } else if (check[i] == '0'){ if(cal_oper[j] == '+'){ num_stack[k-2] = num_stack[k-2] + num_stack[k-1]; num_stack[k-1] = '\0'; j++, k--; }else if (cal_oper[j] == '-'){ num_stack[k-2] = num_stack[k-2] - num_stack[k-1]; num_stack[k-1] = '\0'; j++, k--; }else if (cal_oper[j] == '*'){ num_stack[k-2] = num_stack[k-2] * num_stack[k-1]; num_stack[k-1] = '\0'; j++, k--; }else if (cal_oper[j] == '/'){ num_stack[k-2] = num_stack[k-2] / num_stack[k-1]; num_stack[k-1] = '\0'; j++, k--; } } }//end_of_for printf("\n수식 계산 결과는 [ %5.2f ] 입니다.\n\n", num_stack[0]); } void main() { int set, i, count, num; char tmp; for( i = 0 ; i < MAX_SIZE ; i++){ check[i] = '0'; } while(1){ printf("[1]INSERT [2]CONVERSION [3]TOKENING [4]POSTFIX [5]CALCULATE [-1]EXIT\n-->"); scanf("%d%c", &set, &tmp); switch(set){ case INSERT : count = input_data(); break; case CONVERSION : formula(count); break; case TOKEN : num = get_token(); break; case POSTFIX : num = post(num); break; case CALCULATE : cal(num); break; case EXIT : exit(EXIT); default : printf("Out Of Range\n"); break; }//end_of_switch }//end_of_while }