使用有限的工具、没有数组和库函数评估简单的数学表达式

Question

这是我大学去年第一次“编程入门”考试中的一个问题：

使用该getchar()函数读取由数字、+ 和 - 符号组成的输入序列。输出应该是那些算术运算的结果。

例如，如果输入是10+13-12+25-5+100，则输出应该是131。

现在，鉴于我在参加大学之前有一点 C 经验，使用指针、数组等似乎很容易解决这个问题。

但这里有一个问题：在考试中，你只能使用学生目前学到的东西。鉴于此考试仅在学年开始后一个月，您的选择相当有限。

您只能使用变量、基本输入/输出内容、运算符（逻辑和按位）、条件语句和循环、函数。

这意味着不：数组、字符串、指针、递归、结构或任何其他使这变得容易的东西。

我他妈的怎么做？今天是我第二次花了 3 个小时试图解决这个问题。我已经成功解决了它，但只有在“作弊”并使用数组、字符串函数 ( strtol) 和指针之后。知道如何通过规则解决它对我来说很重要，因为我将在即将到来的考试中遇到类似的问题。

编辑：到目前为止，我的尝试都是将 while 循环与getchar()for 输入结合使用，之后我就卡住了。如果不使用更多“工具”，我对我应该做什么没有丝毫的想法。

Answer 1

解决方案非常简单，但对于初学者来说可能并不明显。我不会提供一个完整的程序，而是仅用几个变量来概述实现它所需的步骤。

首先，重要的是要注意两件事：

1. 您的输入只能包含其中之一-，+或任何数字 ( 0123456789)。
2. 该getchar()函数将一次读取输入的一个字符，并EOF在输入结束或发生错误时返回。

现在，进入解决方案：

1. 首先循环读取一个字符。只有在输入结束或发生错误时才会停止：

   int c;
   
   while ((c = getchar()) != EOF) {
       // logic here
   }
   

2. 从设置为 的累加器开始0，并在每次遇到数字时向其“添加”数字。

   // outside the loop
   int acc = 0;
   
   // inside the loop
   if (/* c is a digit */)
           acc = acc * 10 + (c = '0');
   

   提示：这个/* c is a digit */条件可能并不简单，你可以把它放在else检查-和的 中+。

3. 每次遇到-or +，记住操作，每次遇到操作符，先执行上一个操作，重置累加器。

   // outside the loop
   int op = 0;
   int result = 0;
   
   // inside the loop
   if (c == '+' || c == '-') {
       if (op) {
           // there already is a previous operation to complete, do it
           if (op == '+')
               result += acc;
           else
               result -= acc;
       } else {
           // first operation encountered, don't do anything yet
           result = acc;
       }
   
       acc = 0; // reset
       op = c; // remember the current operation for the future
   }
   

4. 当您到达输入的末尾（即退出循环）时，执行最后一个操作（与第if3 点中的逻辑相同）。

5. 输出结果：

   你通常会写这样的东西：

   printf("%d\n", result);
   

   但是，如果您不能使用字符串文字 ( "%d\n") 或printf()函数，则必须使用putchar(). 这基本上与我们之前将数字扫描到累加器中所做的相反。

   1. 如果需要，首先打印符号，并将值设为正值：

      if (result < 0) {
          putchar('-');
          result = -result;
      }
      

   2. 找出小于您的数字的 10 的最大幂：

      int div = 1;
      
      while (result / div / 10)
          div *= 10;        
      

   3. 使用幂以除法和除以 10 的模数提取和打印每个数字：

      while (div) {
          putchar('0' + ((result / div) % 10));
          div /= 10;
      }
      

      注意：'0' +开头的用于将数字（从 0 到 10）转换为相关的 ASCII 字符。

   4. 以换行符结束：

      putchar('\n');