eval实现计算器

上次介绍了eval这个函数，也说了可以用来实现计算器，那么这次来实践一下，利用eval来实现一个功能较为完善的计算器，支持加减乘除与指数运算，支持长表达式计算，实现连续计算功能。

明确需求

整体上需要的就是这一个强大的函数，就可以实现一个基本功能的计算器。

while True:  
    print(str(eval(input("输入表达式:\n")))

对，基本功能已经实现了，但是这并不是一个功能完备的计算器，我们需要对其做一些功能和安全方向的完善。
上篇文章讲了eval函数的危险，那我们首先需要做的就是语法检查，这里就引出了需要的re模块，回顾re模块的请点击这里.

其次，我们还需要进行异常处理。

对了，我们还需要有连续计算的能力。

到这里，需求基本上也就都明确了，明确了需求，我们就按照这三大块，对我们的程序进行完善，看看最终的两行函数，离我们最终的成品还差多远。

语法检查

导入模块

import re

检查点1–是否含有非法字符

如果输入的表达式含有字母和非运算符，那么这个表达式就是不合法的，对这样的表达式我们拒绝它执行，并且给与他友好性的提示，提示输入正确的表达式，并返回-1并表示表达式非法。

def CharErrorCheck(str_in):
    if re.findall(r'[&a-zA-Z<>,?~!@#$%";:]', str_in):  # 正则表达式校验输入字符串的合法性
        print('错误：表达式包含非法字符，请重新输入\n')
        return 1
    else:
        return -1

检查点2–括号是否平衡

确保括号成对出现，如不符合，给与友好型提示。返回-1表示表达式不合法。

def BracketUnbalanceCheck(str_in):
    num = 0
    for i in str_in:
        if i == '(':
            num += 1
        elif i == ')':
            num -= 1
    if num != 0:  # 括号不平衡
        print("错误：输入的括号不平衡，请重新输入\n")
        return 1
    else:  # 括号平衡
        return -1

进行语法检查后，就要开始计算了，那么这里首先就要加上继续计算的功能，就是上一次计算结束后的结果进行保留，可以继续使用上一次的结果作为输入。

继续计算功能

其实。要添加这个功能不难，仅仅需要一个标志位来判断是不是继续上一次的计算。这时候就可能有人要问了，怎么判断是不是想要继续计算呢？

很简单，如果继续计算的话，那么他新输入的第一个字符就是运算符，如果不是运算符，那么就是开启了一个新的运算式。

判断是否为继续计算

如果判定为继续计算，那么返回'continue'，否则返回 'new'

def InputExpression():
    global exprs
    while not (CharErrorCheck(exprs) == -1 and BracketUnbalanceCheck(exprs) == -1):  # 直到得到一个合法的表达式
        exprs = input("继续输入表达式:\n")
    m = re.match(r'^[\^/\*+\-\\]\w*', exprs)  # 匹配输入字符串的第一个字符是否是运算符，判断继续运算还是开始新计算
    if m:
        return 'continue'
    else:
        return 'new'

开始计算与异常处理

根据全局变量flag，适当修改计算式。
如果含有几次方的计算,将^修改为**
使用eval函数进行计算
接着使用try语句块进行处理，语法错误或是0当作除数，给与友好型提示。

def Compute(flag):
    global exprs
    global sum
    exprs = exprs.replace('^', '**')  # 将^替换为**
    if flag == 'continue':
        exprs = str(sum) + exprs
    try:
        sum = eval(exprs)
        print(exprs)
        print("=" + str(sum))
    except SyntaxError:
        print("错误：继续计算时出现语法错误，程序返回\n")
    except ZeroDivisionError:
        print("错误：除数不能为0，程序返回\n")

锦上添花

至此所有的需求都已经实现，在主函数里面串起来即可。当然还可以添加一些锦上添花的功能，比如添加版权信息或是使用pyinstaller进行函数打包成exe都是可以的。具体怎么优化就看你了。

附录-源码

完整源码请点击这里获取。