在 C 语言编程的学习之路上，同学们在了解基本概念、掌握基础语法之后，一定跃跃欲试想开发一款有意义的实用程序。编程实现计算器是一个不错的选择。因为它难度适中，需要用到的知识又恰好涵盖了 C 语言的基本关键点，还具有一定的实用性，是 C 语言初学者比较适合的练手项目。在进行下一步练习之前，同学们先对照一下自己是否掌握以下知识：数据类型：整型、字符型、浮点型、枚举、数组、结构体，以及指针等；输入输出处理：字符串的格式化输入输出，实现命令行交互。如果上述知识点你都已经掌握，那么我们就可以了解一下计算器程序都有哪些功能了。大家都使用过手持式计算器，它有一个窗口可以显示输入的数字和计算的结果，还有若干包含数字和运算符的按键，我们通过按键输入数字和运算符以完成计算。以手持式计算器作为参考，我们可以将程序设计为命令行式交互，接收键盘输入的数字和运算符，计算后将结果显示在屏幕上。这需要考虑如何对四则运算表达式求值、数据的验证、交互的友好性等问题。在动手写代码前，要先确定计算器的具体功能。因为直接一头扎到代码的细节里，写着写着就会发现难度比自己想象中要大。例如四则运算的混合运算就要判断运算符的优先级，这对于初学者来说实现起来并不容易。所以我们可以遵循最小可用原则，即规划功能尽量从简单实现开始，但要保证核心功能是完备的。在完成一个版本之后，再增加复杂度，不断迭代前进。这样既可以保证每一步都能得到可用的程序，还能逐渐增强自己的信心。对于第一版计算器程序，规划以下核心功能：输入序列为[第一个数] [运算符号] [第二个数]；根据上述功能规划实现的第一版程序，同学们可以参考一下：
#include #include int main(int argc, char argv[]) { double num1, num2, result; // 声明变量 char op; printf(\"请输入第一个数字：\"); scanf(\"%lf\", &num1); printf(\"请输入运算符：\"); scanf(\" %c\", &op); printf(\"请输入第二个数字：\"); scanf(\"%lf\", &num2); switch(op) { // 根据运算符进行相应运算 case '+': result = num1 + num2; break; case '-': result = num1 - num2; break; case '': result = num1 num2; break; case '/': if(num2 == 0) { // 处理除数为0的情况 printf(\"错误：除数不能为0\n\"); exit(1); } result = num1 / num2; break; default: // 处理无效运算符的情况 printf(\"错误：%c 是无效运算符\n\", op); exit(1); } printf(\"%.2f %c %.2f = %.2f\n\", num1, op, num2, result); return 0; }审查上述代码，我们以double类型来定义待计算的变量，以char类型将运算符作为字符型存储，然后通过switch-case条件分支语句对运算符进行识别并处理。我们可以在 Linux 环境下使用 gcc 工具编译、调试、测试示例代码。判断出除数不能为零的错误运行示例：
至此，一个能完成两个数之间四则运算的简单计算器程序就开发好了。同学们一定会发现这个程序还有许多地方是可以优化的，例如，输入的不是数字而是字符串时会发生什么？交互方式是不是还可以更加友好一些？所有有待改进之处，同学们都可以去积极探索。接下来我们就将挑战一个更有难度的功能，那就是如何实现复杂表达式的计算。一款实用计算器要能够依据运算符的优先级，实现对多个数的混合四则运算，并且还支持括号的优先级处理。这里需要引入一个数据结构——栈（stack），它的特点是“先进后出”，只能在栈顶执行压入（push）和弹出（pop）操作。我们需要创建两个栈：一个操作数栈和一个运算符栈。简单起见，栈可以用数组来实现。有了栈之后，就要对表达式进行解析，通过对运算符和操作数的入栈、出栈操作，完成整个表达式的计算工作。根据运算符和括号的优先级顺序，从左至右遍历表达式，下面以伪代码的形式说明求值规则：#define STACK_SIZE 128 double eval_expr(char expr) { // 定义运算符栈和操作数栈 char op_stack[STACK_SIZE]; double num_stack[STACK_SIZE]; 对于每个token in expr: 如果 token 是操作数: 将 token 解析为操作数，并压入 num_stack 如果 token 是运算符: 当 op_stack 非空 且 栈顶运算符的优先级 >= token 的优先级: 弹出栈顶运算符，从 num_stack 弹出两个操作数进行运算，并将结果压入 num_stack 将 token 压入 op_stack 当 op_stack 非空: 弹出栈顶运算符，从 num_stack 弹出两个操作数进行运算，并将结果压入 num_stack return num_stack 的栈顶元素 }为了更好地理解，我们来观察一个混合运算示例：\"3 4 + (2 - 1) / 5 ^ 2\"。// 在“3 4”入栈后，栈中数据如下 num_stack = [3, 4]; op_stack = []; // 遇到 + 号，它的优先级低于 号，暂停入栈，将 3 4 出栈先行计算，再将结果12入栈 num_stack = [12]; op_stack = [+]; // “(2-1”入栈之后数据如下 num_stack = [12, 2, 1]; op_stack = [+, (, -]; // 遇到右括号，停止入栈，要匹配左括号，并弹出栈中数据进行计算 num_stack = [12, 1]; op_stack = [+]; // “/5^2”入栈后数据如下 num_stack = [12, 1, 5, 2]; op_stack = [+, /, ^]; // 接下来依次对出栈数据进行计算，得到结果 num_stack = [12.04]; op_stack=[];同学们可以在前面完成的完整示例的基础上添加功能，将伪代码改写为具体的功能实现。这个功能更加复杂，实现的时候要有耐心，把握细节，同时多考虑错误处理和异常情况。通过这个主题，同学们了解了如何使用 C 语言构建一个简单的计算器，并掌握了处理用户输入、表达式解析和求值的基本技术。同时可以进一步扩展计算器的功能或进行其他有趣的项目，以便继续发展和挑战自己。对于有更高追求的同学们，可以系统地学习《C Primer Plus 第６版》这本书，它包含了更丰富、更详细的 C 语言知识，学会它你就能实现任何想要的功能。《C Primer Plus（第６版）》是一本面向初学者的经典 C 语言教材，作者是 Stephen Prata，他在加州的 Kentfield 的 Marin 学院教授天文学、物理学和程序设计课程，以独特的教学风格赢得了广泛赞誉。该书以简明易懂的语言和通俗易懂的示例，帮助同学们快速入门 C 语言编程，了解计算机科学的基础知识。本书主要有以下特点：首先，本书从 C 语言的基本概念开始，逐步引导同学们掌握语法、数据类型、运算符和流程控制等基本知识；其次，书中的解释和示例都非常清晰明了，避免了过多的专业术语和复杂语法的使用。作者通过贴近生活的示例和实际编程问题，帮助同学们更好地理解抽象的概念；最后，书中还提供了大量的练习题和编程挑战，同学们可以通过实践不断巩固所学知识，快速理解并应用所学内容，建立起对 C 语言编程的基础认知。《C Primer Plus（第6版）》通过分章的方式组织内容，使得学习过程更加系统和有序。每一章都有明确定义的目标和主题，帮助同学们逐步掌握 C 语言编程的核心要点。此外，本书的内容更新也很及时，已经覆盖了 C99 和 C11 标准的一些新特性和编程技巧。作者也对 C 语言在实际项目中的应用进行了介绍，帮助同学们了解并掌握实际编程中的常用技巧和经验。总结一下，《C Primer Plus（第6版）》以简洁明了的语言、丰富的示例和实践项目，帮助读者快速掌握 C 语言编程的基础知识和技巧。同学们，想用 C 语言写出真正有实用价值的程序吗？翻开《C Primer Plus （第6版）》吧，都写在里面了。在评论区分享你的编程学习经历，小编会从评论区选择 3 位赠送《C Primer Plus 第 6 版》一本。
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