软件体系结构的第二次实验（解释器风格与管道过滤器风格）
一、实验目的
1．熟悉体系结构的风格的概念
2．理解和应用管道过滤器型的风格。
3、理解解释器的原理
4、理解编译器模型
二、实验环境
硬件：
软件：Python或任何一种自己喜欢的语言
三、实验内容
1、实现“四则运算”的简易翻译器。
结果要求：
1）实现加减乘除四则运算，允许同时又多个操作数，如：2+3*5-6 结果是11
2）被操作数为整数，整数可以有多位
3）处理空格
4）输入错误显示错误提示，并返回命令状态“CALC”
图1 实验结果示例
加强练习：
1、有能力的同学，可以尝试实现赋值语句，例如x=2+3*5-6，返回x=11。（注意：要实现解释器的功能，而不是只是显示）
2、尝试实现自增和自减符号，例如x++
3、采用管道-过滤器（Pipes and Filters）风格实现解释器
图2 管道-过滤器风格
图 3 编译器模型示意图
本实验，实现的是词法分析和语法分析两个部分。
四、实验步骤：
代码如下：
1 package com.brainstrong.uamis.util; 2 3 import java.io.InputStream; 4 import java.util.ArrayList; 5 import java.util.List; 6 import java.util.Scanner; 7 import java.util.StringTokenizer; 8 9 /** 10 * JAVA实现四则运算解释器 11 * 12 * @author 旭旭 13 * @create 2017-10-27 19:43 14 **/ 15 public class Calc { 16 17 public static void main(String[] args) { 18 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 19 String exp = scanner.nextLine(); 20 System.out.println(calc(exp)); 21 } 22 23 /** 24 * 25 * @param exp 四则表达式 26 * @return 27 */ 28 public static double calc(String exp){ 29 //1.把表示负数的-号换成@号 30 exp = negativeToAtChar(exp); 31 //2.数字的分类 32 List numbers = splitNumExp(exp); 33 //3.运算符的分离 34 List ops = splitOpfromExp(exp); 35 //4.先乘除 36 for (int i = 0; i < ops.size(); i++) { 37 //判断,运算符是否是乘除 38 char op = ops.get(i); 39 //是,取出,运算 40 if (op == '*' || op == '/') { 41 //取出来,运算 42 ops.remove(i);//后面的数据往前顺序移动 43 //运算 44 //从数字容器中取出对应运算符的两个数字 45 double d1 = numbers.remove(i); 46 double d2 = numbers.remove(i); 47 48 if (op == '*') { 49 d1 *= d2; 50 }else { 51 d1 /= d2; 52 } 53 54 //把运算结果放入数字容器中i的位置 55 numbers.add(i, d1);//原来i位置(包括)后面的数据依次往后顺移 56 i--; 57 } 58 } 59 //5.后加减 60 while (!ops.isEmpty() ) { 61 char op = ops.remove(0); 62 double d1 = numbers.remove(0); 63 double d2 = numbers.remove(0); 64 //运算 65 if (op == '+') { 66 d1 += d2; 67 } else { 68 d1 -= d2; 69 } 70 //把运算结果插入到数字容器中0的位置 71 numbers.add(0, d1); 72 } 73 //6.容器中的第一个数据就是结果 74 return numbers.get(0); 75 } 76 77 /** 78 * 从表达式中分离表达式和运算符 79 * @param exp 80 * @return 81 */ 82 private static List splitOpfromExp(String exp) { 83 List ops = new ArrayList (); 84 StringTokenizer st = new StringTokenizer(exp, "1234567890.@"); 85 while (st.hasMoreTokens()) { 86 char c = st.nextElement().toString().trim().charAt(0); 87 ops.add(c); 88 } 89 return ops; 90 } 91 92 /** 93 * 分离出数字 94 * @param exp 95 * @return 96 */ 97 private static List splitNumExp(String exp) { 98 List numbers = new ArrayList (); 99 StringTokenizer st = new StringTokenizer(exp, "+-*/");100 while (st.hasMoreTokens()) {101 String numStr = st.nextElement().toString().trim();102 if (numStr.charAt(0) == '@') {103 numStr = "-" + numStr.substring(1);104 }105 numbers.add(Double.parseDouble(numStr));106 }107 return numbers;108 }109 110 /**111 * 把-号换成@号112 * @param exp113 * @return114 */115 private static String negativeToAtChar(String exp) {116 for (int i = 0; i < exp.length(); i++) {117 char c = exp.charAt(i);118 if (c == '-') {119 //判断是否是负数120 if (i == 0) {121 //第一个位置肯定是负数122 exp = "@"+exp.substring(1);123 }else {124 //不是第一个位置125 //判断前一个位置是否是运算符126 char cprev = exp.charAt(i - 1);127 if (cprev == '+' || cprev == '-' || cprev == '*' || cprev == '/') {128 exp = exp.substring(0, i)+"@"+exp.substring(i+1);129 }130 }131 }132 }133 return exp;134 }135 136 } 