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[项目分享] C++简易计算器（支持一元一次方程），开源

此为全部代码。我只加了一个一元一次功能以及解题步骤功能，具体作者是谁我不知道，这是我以前的作品，直到现在才发。想要增加新代码可以自己加（既然是我搬运的并做了一些小更改那就不需要标明是我的程序了）可以加一个清屏的代码。注释不全是我加的，只有差不多两处我自己写的才是我加的，其他都是原作者
#include <iostream>
#include <string>
#include <cmath>
using namespace std;

// 快速幂函数，用于计算 a 的 b 次幂
long long Poww(long long a, long long b) {
        long long ans = 1;
        long long base = a;
        while (b != 0) {
                if (b & 1)
                        ans *= base;
                base *= base;
                b >>= 1;
        }
        return ans;
}

// 阶乘函数，计算 n 的阶乘
long long f(int n) {
        if (n == 1)
                return 1;
        if (n > 1)
                return n * f(n - 1);
}

// 计算表达式的值，并输出每一步的计算过程
double cal(double s, double e, string str);

// 获取一个操作数或括号内表达式的值，并输出计算过程
double getVal(double &s, double e, string str) {
        if (str[s] == '(' || str[s] == '[' || str[s] == '{') {
                double news, newe, i;
                i = 1;
                news = s + 1;
                while (i) {
                        s++;
                        if (s == e)
                                break;
                        if (str[s] == '(' || str[s] == '[' || str[s] == '{')
                                i++;
                        else if (str[s] == ')' || str[s] == ']' || str[s] == '}')
                                i--;
                }
                newe = s - 1;
                s++;
                double result = cal(news, newe, str);
                cout << "计算括号内表达式 " << str.substr(news, newe - news + 1) << " 的值为: " << result << endl;
                return result;
        }
        double val;
        if (str[s] == 's') {
                s = s + 3;
                double arg = getVal(s, e, str);
                val = sin(arg);
                cout << "计算 sin(" << arg << ") 的值为: " << val << endl;
        } else if (str[s] == 'c') {
                s = s + 3;
                double arg = getVal(s, e, str);
                val = cos(arg);
                cout << "计算 cos(" << arg << ") 的值为: " << val << endl;
        } else if (str[s] == 't') {
                s = s + 3;
                double arg = getVal(s, e, str);
                val = tan(arg);
                cout << "计算 tan(" << arg << ") 的值为: " << val << endl;
        } else if (str[s] == 'a') {
                s++;
                if (str[s] == 's') {
                        s = s + 3;
                        double arg = getVal(s, e, str);
                        val = asin(arg);
                        cout << "计算 asin(" << arg << ") 的值为: " << val << endl;
                } else if (str[s] == 'c') {
                        s = s + 3;
                        double arg = getVal(s, e, str);
                        val = acos(arg);
                        cout << "计算 acos(" << arg << ") 的值为: " << val << endl;
                } else if (str[s] == 't') {
                        s = s + 3;
                        double arg = getVal(s, e, str);
                        val = atan(arg);
                        cout << "计算 atan(" << arg << ") 的值为: " << val << endl;
                }
        } else if (str[s] >= '0' && str[s] <= '9') {
                val = str[s++] - '0';
                while (s < e && str[s] >= '0' && str[s] <= '9') {
                        val *= 10;
                        val += str[s++] - '0';
                }
                if (str[s] == '!') {
                        int n = static_cast<int>(val);
                        val = f(n);
                        cout << "计算 " << n << "! 的值为: " << val << endl;
                        s++;
                }
                if (str[s] == '.') {
                        s = s + 1;
                        double val2 = str[s++] - '0';
                        while (s < e && str[s] >= '0' && str[s] <= '9') {
                                val2 *= 10;
                                val2 += str[s++] - '0';
                        }
                        while (val2 >= 1) {
                                val2 /= 10;
                        }
                        val = val + val2;
                        cout << "处理小数部分，得到值为: " << val << endl;
                }
        }
        return val;
}

// 处理乘、除、幂运算，并输出计算过程
double getVal1(double &s, double e, string str) {
        double val;
        val = getVal(s, e, str);
        while (1) {
                if (s < e && str[s] == '*') {
                        double right = getVal(++s, e, str);
                        double prev = val;
                        val *= right;
                        cout << "计算 " << prev << " * " << right << " 的值为: " << val << endl;
                } else if (s < e && str[s] == '/') {
                        double right = getVal(++s, e, str);
                        double prev = val;
                        val /= right;
                        cout << "计算 " << prev << " / " << right << " 的值为: " << val << endl;
                } else if (s < e && str[s] == '^') {
                        double right = getVal(++s, e, str);
                        double prev = val;
                        val = Poww(static_cast<long long>(val), static_cast<long long>(right));
                        cout << "计算 " << prev << " ^ " << right << " 的值为: " << val << endl;
                } else
                        return val;
        }
}

// 处理加、减运算，并输出计算过程
double cal(double s, double e, string str) {
        double sum = 0;
        if (str[s] != '-')
                sum = getVal1(s, e, str);
        while (s < e) {
                if (str[s] == '+') {
                        double right = getVal1(++s, e, str);
                        double prev = sum;
                        sum += right;
                        cout << "计算 " << prev << " + " << right << " 的值为: " << sum << endl;
                } else if (str[s] == '-') {
                        double right = getVal1(++s, e, str);
                        double prev = sum;
                        sum -= right;
                        cout << "计算 " << prev << " - " << right << " 的值为: " << sum << endl;
                }
        }
        return sum;
}

// 解析方程，将方程分为左右两部分
void parseEquation(const string& equation, string& left, string& right) {
        size_t equalPos = equation.find('=');
        if (equalPos != string::npos) {
                left = equation.substr(0, equalPos);
                right = equation.substr(equalPos + 1);
        }
}

// 合并同类项，计算 x 的系数和常数项
void collectTerms(const string& expr, double& xCoeff, double& constant) {
        double currentCoeff = 1;
        double currentSign = 1;
        double num = 0;
        bool hasX = false;
        for (size_t i = 0; i < expr.length(); ++i) {
                if (isdigit(expr[i])) {
                        num = num * 10 + (expr[i] - '0');
                } else if (expr[i] == 'x') {
                        hasX = true;
                        if (i == 0 || !isdigit(expr[i - 1])) {
                                num = 1;
                        }
                } else if (expr[i] == '+' || expr[i] == '-') {
                        if (hasX) {
                                xCoeff += currentSign * currentCoeff * num;
                        } else {
                                constant += currentSign * num;
                        }
                        num = 0;
                        hasX = false;
                        currentSign = (expr[i] == '+') ? 1 : -1;
                        currentCoeff = 1;
                }
        }
        if (hasX) {
                xCoeff += currentSign * currentCoeff * num;
        } else {
                constant += currentSign * num;
        }
}

// 解一元一次方程
double solveEquation(const string& equation) {
        string left, right;
        parseEquation(equation, left, right);

        double leftXCoeff = 0, leftConstant = 0;
        double rightXCoeff = 0, rightConstant = 0;

        collectTerms(left, leftXCoeff, leftConstant);
        collectTerms(right, rightXCoeff, rightConstant);

        double totalXCoeff = leftXCoeff - rightXCoeff;
        double totalConstant = rightConstant - leftConstant;

        if (totalXCoeff == 0) {
                if (totalConstant == 0) {
                        cout << "方程有无数解。" << endl;
                } else {
                        cout << "方程无解。" << endl;
                }
                return 0;
        }

        return totalConstant / totalXCoeff;
}
        while (cin >> x) {
                if (x.find('x') != string::npos && x.find('=') != string::npos) {
                        // 包含未知数 x 且有等号，认为是一元一次方程
                        cout << "开始解方程: " << x << endl;
                        double solution = solveEquation(x);
                        if (solution != 0) {
                                cout << "方程的解为: x = " << solution << endl;
                        }
                } else {
                        // 普通表达式，进行计算并输出步骤
                        cout << "开始计算表达式: " << x << endl;
                        double result = cal(0, x.length(), x);
                        cout << "最终计算结果为: " << result << endl;
                }
        }
        return 0;
}
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