Как сделать калькулятор программу

Пишем калькулятор на JavaScript

Доброго времени суток, друзья!

В этой статье мы с вами, как следует из названия, напишем простой калькулятор на JavaScript.

Желание написать калькулятор возникло у меня после просмотра одного туториала, посвященного созданию «simple calculator», который оказался далеко не симпл и толком ничего не умел делать.

Наш калькулятор будет true simple (42 строки кода, включая пробелы между блоками), но при этом полнофункциональным и масштабируемым.

Без дальнейших предисловий, приступаем к делу.

Наша разметка выглядит так:

Здесь мы подключаем библиотеку, создаем контейнер для калькулятора и поле для вводимых символов и результата.

Вот что мы имеем на данный момент:

Кнопки будут генерироваться программно.

Переходим к скрипту.

Определяем поле для вывода результата и создаем контейнер для клавиатуры:

Наша строка с символами выглядит так:

Преобразуем данную строку в массив и создаем кнопки:

Находим созданные кнопки и добавляем к ним обработчик события «клик»:

Мы также хотим иметь возможность вводить символы с помощью клавиатуры. Для этого нам необходимо добавить обработчик события «нажатие клавиши» к объекту «Document» или «Window», затем отфильтровать ненужные значения свойства «ключ» клавиши, например, с помощью регулярного выражения:

Метод «match» в данном случае играет роль фильтра: он не позволяет передавать функции «calc» аргумент, не соответствующий заданному в нем условию.

Само условие звучит так: если значением event.key является один из символов, указанных в квадратных скобках ([]; цифра от 0 до 9, знаки деления, умножения, сложения, вычитания, открывающая, закрывающая круглые скобки или знак равенства; обратная косая черта — экранирование) или (| — альтерация) Backspace, или Enter, то вызываем calc с event.key в качестве параметра, иначе ничего не делаем (Shift также успешно отбрасывается).

Наша главная (и единственная) функция «calc» выглядит следующим образом (код следует читать снизу вверх):

В завершение, парочка слов о заявленной масштабируемости и полнофункциональности.

Метод «evaluate» (ранее «eval») и другие методы Math.js имеют очень большие возможности. Опираясь на эти возможности, мы можем легко расширить функционал нашего калькулятора, добавив в него новые символы и операторы, предусмотрев возможность работы с числами с плавающей точкой (регулируя количество знаков после запятой с помощью переключателя и метода «toFixed») и т.д.

Благодарю за внимание. Надеюсь, вы нашли для себя что-то полезное. Хороших выходных и счастливого кодинга.

Источник

Как написать калькулятор на C, C++, Java и Python

Написать программу «Калькулятор» на четырех языках программирования. Готовый код представлен ниже, компилируйте, дорабатывайте, если есть желание и развивайтесь в сфере программирования.

Как написать калькулятор на C++

Чтобы сделать простой калькулятор в программировании на C++, который выполняет четыре основных математических операции ( сложение, вычитание, умножение и деление ) в зависимости от выбора пользователя, используйте регистр переключения, чтобы определить оператор ввода для выполнения требуемого вычисления, а затем отобразить результат, как показано здесь в следующей программе.

Программный код C++ для создания простого калькулятора

Ниже приводится простая программа на C++, которая представляет собой программу на основе меню, основанную на простых вычислениях, таких как сложение, вычитание, умножение и деление по выбору пользователя:

/ * Программа на C ++ — Создать простой калькулятор * /

Когда вышеупомянутая программа C++ компилируется и выполняется, она даст следующий результат:

Сделать простой калькулятор на C

Для создания простого калькулятора в C-программировании, который выполняет четыре основные математические операции, используйте регистр переключателя, чтобы определить оператор ввода для выполнения необходимых вычислений, а затем отобразить результат.

Код программирования на С, чтобы сделать простой расчет

Ниже приводится простая программа на языке C, которая представляет собой программу на основе меню, основанную на простых вычислениях, таких как сложение, вычитание, умножение и деление по выбору пользователя:

Когда вышеупомянутая программа c скомпилирована и выполнена, она выдаст следующий результат:

Создать-программу калькулятор в консоли на Java

Для создания простого калькулятора в Java Programming, который выполняет четыре основных математических операции: сложение, вычитание, умножение и деление, используйте регистр переключения, чтобы определить оператор ввода для выполнения необходимых вычислений, а затем отобразить результат на экране, как показано на следующая программа.

Программный код Java для вычисления

Ниже приводится простая Java-программа, которая представляет собой программу на основе меню, основанную на простых вычислениях, таких как сложение, вычитание, умножение и деление по выбору пользователя:

Когда вышеуказанная Java-программа компилируется и выполняется, она выдаст следующий вывод:

Написание калькулятора на Python

Сделать простой калькулятор в Python для выполнения основных математических операций, таких как сложение, вычитание, умножение и деление двух чисел, введенных пользователем. Чтобы сделать калькулятор на python, сначала предоставьте 5 вариантов пользователю, пятый вариант для выхода. После предоставления всех пяти опций пользователю, попросите пользователя ввести его / ее выбор и выполнить желаемую операцию, как показано в программе, приведенной ниже.

Код программирования Python для создания калькулятора

Следующая программа на Python предоставляет пользователю опции и просит ввести его / ее выбор для выполнения и показать желаемый результат в качестве вывода:

# Программа Python — создайте простой калькулятор

Вот несколько примеров запуска вышеприведенной программы на Python, чтобы показать, как сделать простой калькулятор.

Это начальный вывод, дающий пользователям некоторое количество вариантов (5 вариантов), чтобы выбрать любой из этих 5 вариантов.

Теперь давайте сначала попробуем выполнить задачу сложения, выбрав или введя 1 в качестве ввода, а затем введите любые два числа, скажем 1 и 2, а затем нажмите клавишу ввода, чтобы проверить это:

Теперь давайте снова запустим программу калькулятора, чтобы проверить это время на вычитание двух чисел, скажем, 2 и 1, как показано в следующем примере:

Снова повторно запустите ту же программу, и на этот раз предоставьте 4 в качестве ввода для проверки задачи деления и введите два числа, то есть первое число как 20 и второе число как 3, затем нажмите клавишу ввода, как показано здесь в следующем примере выполнения:

Вот та же самая программа, написанная и работающая на оболочке Python. Это первый снимок:

Ниже приведен второй снимок:

Вот третий снимок:

Источник

Пишем «калькулятор» на C#. Часть I. Вычисление значения, производная, упрощение, и другие гуси

Калькулятор у нас почему-то ассоциируется с чем-то, что должен написать каждый новичок. Возможно потому, что исторически компьютеры с той целью и создавались, чтобы считать. Но мы будем писать непростой калькулятор, не sympy конечно, но чтобы умел базовые алгебраические операции, типа дифференциирования, симплификации, а также фичи типа компиляции для ускорения вычислений.

Сборка выражения

Что такое «выражение»?

Конечно, это не строка. Довольно очевидно, что математическая формула — это либо дерево, либо стек, и здесь мы остановимся на первом. То есть каждая нода, каждый узел этого дерева, это какая-то операция, переменная, либо константа.

Операция — это либо функция, либо оператор, в принципе, примерно одно и то же. Ее дети — аргументы функции (оператора).

Иерархия классов в вашем коде

Разумеется, реализация может быть любой. Однако идея в том, что если ваше дерево состоит только из узлов и листьев, то они бывают разными. Поэтому я называю эти «штуки» — сущностями. Поэтому верхним классом у нас будет абстрактный класс Entity.

А также будет четыре класса-наследника: NumberEntity, VariableEntity, OperatorEntity, FunctionEntity.

Как построить выражение?

Для начала мы будем строить выражение в коде, то есть

Если объявить пустой класс VariableEntity, то такой код выкинет вам ошибку, мол не знает как умножать и суммировать.

Переопределение операторов

Очень важная и полезная фича большинства языков, позволяя кастомизировать выполнение арифметических операций. Синтаксически реализуется по-разному в зависимости от языка. Например, реализация в C#

(Не)явное приведение типов

В компилируемых языках типа C# такая штука обычно присутствует и позволяет без дополнительного вызова myvar.ToAnotherType() привести тип, если необходимо. Так, например, было бы удобно писать

Подвешивание

Класс Entity имеет поле Children — это просто список Entity, которые являются аргументами для данной сущности.

Когда у нас вызывается функция или оператор, нам стоит создать новую сущность, и в ее дети положить то, от чего вызывается функция или оператор. К примеру, сумма по идее должна выглядить примерно так:

То есть теперь если у нас есть сущность x и сущность 3, то x+3 вернет сущность оператора суммы с двумя детьми: 3 и x. Так, мы можем строить деревья выражений.

Вызов функции более простой и не такой красивый, как с оператором:

Подвешивание в репе реализовано тут.

Отлично, мы составили дерево выражений.

Подстановка переменной

Здесь все предельно просто. У нас есть Entity — мы проверяем является ли он сам переменной, если да, возвращаем значение, иначе — бежим по детям.

В этом огромном 48-строчном файле реализована столь сложная функция.

Вычисление значения

Собственно то, ради чего все это. Здесь мы по идее должны добавить в Entity какой-то такой метод

Листик без изменений, а для всего остального у нас кастомное вычисление. Опять же, приведу лишь пример:

Если аргумент — число, то произведем численную функцию, иначе — вернем как было.

Number?

Это самая простая единица, число. Над ним можно проводить арифметические операции. По умолчанию оно комплексное. Также у него определены такие операции как Sin, Cos, и некоторые другие.

Если интересно, Number описан тут.

Производная

Численно производную посчитать может кто угодно, и такая функция пишется поистине в одну строку:

Но разумеется нам хочется аналитическую производную. Так как у нас уже есть дерево выражений, мы можем рекурсивно заменить каждый узел в соответствии с правилом дифференциирования. Работать оно должно примерно так:

Вот, к примеру, как реализованна сумма в моем коде:

А вот произведение

А вот сам по себе обход:

Это метод Entity. И как видим, что у листа всего два состояния — либо это переменная, по которой мы дифференциируем, тогда ее производная равна 1, либо это константа (число либо VariableEntity), тогда ее производная 0, либо узел, тогда идет отсылка по имени (InvokeDerive обращается к словарю функций, где и находится нужная (например сумма или синус)).

Заметьте, я здесь не оставляю что-то типа dy/dx и сразу говорю, что производная от переменной не по которой мы дифференциируем равна 0. А вот здесь сделано по-другому.

Все дифференциирование описано в одном файле, а больше и не надо.

Упрощение выражения. Паттерны

Упрощение выражения в общем случае в принципе нетривиально. Ну например, какое выражение проще: или ? Но мы придерживаемся каких-то представлений, и на основе них хотим сделать те правила, которые точно упрощают выражение.

Можно при каждом Eval писать, что если у нас сумма, а дети — произведения, то переберем четыре варианта, и если где-то что-то равно, вынесем множитель… Но так делать конечно же не хочется. Поэтому можно догадаться до системы правил и паттернов. Итак, что мы хотим? Примерно такой синтаксис:

Вот пример дерева, в котором нашлось поддерево (обведено в зеленый), отвечающее паттерну any1 + const1 * any1 (найденное any1 обведено в оранжевый).

Как видим, иногда нам важно, что одна и та же сущность должна повторяться, например чтобы сократить выражение x + a * x нам необходимо, чтобы и там и там был x, ведь x + a * y уже не сокращается. Поэтому нам нужно сделать алгоритм, который не только проверяет, что дерево соответсвует паттерну, но и

А в tree.PaternMakeMatch мы рекурсивно наполняем словарь ключами и их значениями. Вот пример списка самих паттерных Entity:

Когда мы будем писать any1 * const1 — func1 и так далее, у каждой ноды будет номер — это и есть ключ. Иначе говоря, при заполнении словаря, ключами выступят как раз эти номера: 100, 101, 200, 201, 400… А при постройке дерева мы будем смотреть на значение, соответствующее ключу, и подставлять его.

Упрощение. Сортировка дерева

Паттерны не работают?

Вообще, то, что мы сделали до этого, паттерны — чудовищно замечательная штука. Она позволит вам сокращать и разность квадратов, и сумму квадрата синуса и косинуса, и другие сложные штуки. Но элементарную пальму, ((((x + 1) + 1) + 1) + 1), она не сократит, ведь здесь главное правило — коммутативность слагаемых. Поэтому первый шаг — вычленить «линейных детей».

«Линейные дети»

Собственно для каждой ноды суммы или разности (и, кстати, произведения/деления) мы хотим получить список слагаемых (множителей).

Это в принципе несложно. Пусть функция LinearChildren(Entity node) возвращает список, тогда мы смотрим на child in node.Children: если child — это не сумма, то result.Add(child), иначе — result.AddRange(LinearChildren(child)).

Не самым красивым образом реализовано тут.

Группировка детей

Итак, у нас есть список детей, но что дальше? Допустим, у нас есть sin(x) + x + y + sin(x) + 2 * x. Очевидно, что наш алгоритм получит пять слагаемых. Далее мы хотим сгруппировать по похожести, например, x похож на 2 * x больше, чем на sin(x).

Вот хорошая группировка:

Так как в ней паттерны дальше справятся с преобразованием 2*x + x в 3*x.

То есть мы сначала группируем по некоторому хешу, а затем делаем MultiHang — преобразование n-арного суммирования в бираное.

Хеш узла

С одной стороны, и следует поместить в одну группу. С другой стороны, при наличии помещать в одну группу с бессмысленно.

Поэтому мы реализовываем многоуровневую сортировку. Сначала мы делаем вид, что — одно и то же. Посортировали, успокоились. Потом делаем вид, что можно помещать только с другими . И вот уже наши и наконец объединились. Реализовано достаточно просто:

Как видим, функция по-любому влияет на сортировку (разумеется, ведь с вообще никак в общем случае не связана). Как и переменная, с ну никак не получится смешать. А вот константы и операторы учитываются не на всех уровнях. В таком порядке идет сам процесс упрощения

«Компиляция» функций

В кавычках — так как не в сам IL код, а лишь в очень быстрый набор инструкций. Но зато очень просто.

Проблема Substitute

Чтобы посчитать значение функции, нам достаточно вызвать подстановку переменной и eval, например

Но это работает медленно, около 1.5 микросекунды на синус.

Инструкции

Чтобы ускорить вычисление, мы делаем вычисление функции на стеке, а именно:

1) Придумываем класс FastExpression, у которого будет список инструкций

2) При компиляции инструкции складываются в стек в обратном порядке, то есть если есть функция x * x + sin(x) + 3, то инструкции будут примерно такими:

Далее при вызове мы прогоняем эти инструкции и возвращаем Number.

Пример выполнения инструкции суммы:

Вызов синуса сократился с 1500нс до 60нс (системный Complex.Sin работает за 30нс).
В репе реализовано тут.

Фух, вроде бы пока все. Хотя рассказать еще есть о чем, но мне кажется объем для одной статьи достаточный. Интересно ли кому-нибудь продолжение? А именно: парсинг из строки, форматирование в латех, определенный интеграл, и прочие плюшки.

Ссылка на репозиторий со всем кодом, а также тестами и самплами.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Источник