C언어로 작성된 사칙연산(+-*/)과 괄호까지 연산 가능한 콘솔 계산기입니다.

simple-calculator-in-c.cpp

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//  simple-calculator-in-c.cpp
//  simple-calculator-in-c
/*
MIT License

Copyright (c) 2016 Chanwoo Noh [email protected]

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SOFTWARE.
*/

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// bool 정의
typedef enum {false, true} bool;

// 입력 값의 최대 사이즈 지정
#define ARRAY_SIZE 200

// 입력 받은 수식이 저장되는 배열
char input[ARRAY_SIZE] = {0};

// 입력 받은 수식의 길이를 보관하는 변수
int inputLength = 0;

// 입력받은 수식 배열의 값을 출력하는 함수
void printInputArray() {
    for (int i =0; i < inputLength; i++) {
        printf("%c", input[i]);
    }
    printf("\n");
}

// 사칙 연산의 결과를 int형으로 반환하는 함수이다. 파라미터로 사칙연산 수식과, 그 수식의 길이를 받는다.
int fundamentalOperation(char localValue[ARRAY_SIZE], int localCount) {
    int  v[ARRAY_SIZE] = {0};   // 수를 저장하는 공간
    int  vIdx = 0;              // v배열에 들어가는 갯수를 계산하기 위한 변수
    char con[ARRAY_SIZE] = {0}; // 수식기호를 저장하는 공간
    int  conIdx = 0;            // con배열에 들어가는 갯수를 계산하기 위한 변수
    int  sqr = 0;               // 문자열 배열로 깨져있는 수를 조합하는 공간(이후 저장하는 공간으로 이동)
    bool hasDivMultip = false;  // 곱하기나 나누기를 가지고 있는지 확인하기 위한 변수
    for (int j = 0; j < localCount; j++) {
        if ('0' <= localValue[j] && localValue[j] <= '9') { // 숫자일 경우 sqr에 저장한다.
            sqr *= 10;  // 기존에 들어있던 sqr 값은 10을 곱하여 한칸 밀어주고
            sqr += localValue[j] - '0'; // 새로운 숫자를 더해준다. 캐릭터형이기 때문에 '0'을 빼서 원래 값을 구한다.
        }else if (localValue[j] == '-' || localValue[j] == '+') { // - + 연산자일 경우
            v[vIdx] = sqr;      // 기존에 구한 숫자를 v배열에 추가하고,
            sqr = 0;            // sqr을 초기화한다.
            vIdx++;             // 배열의 크기를 계산하기 위한 vIdx는 1을 더해준다.
            
            if (hasDivMultip) { // 곱하기나 나누기를 가지고 있음을 확인한 상태라면
                int tmp = 0;
                if (con[conIdx-1] == '*') {
//                     printf("곱셈 계산");
                    tmp = v[vIdx-2] * v[vIdx-1];
                }else if (con[conIdx-1] == '/') {
//                     printf("나눗셈 계산");
                    tmp = v[vIdx-2] / v[vIdx-1];
                }
//                 printf(" %d\n", tmp);
                hasDivMultip = false;
                // 계산한 값들을 배열에서 제외해준다.
                con[conIdx-1] = 0;
                conIdx--;
                
                v[vIdx-1] = 0;
                v[vIdx-2] = 0;
                vIdx -= 2;
                
                v[vIdx] = tmp;
                vIdx ++;
            }
            
            con[conIdx] = localValue[j]; // 수식도 배열에 추가한다.
            // printf("con[%d] : %c\n", conIdx, con[conIdx]);
            conIdx++;
            
        }else if (localValue[j] == '*' || localValue[j] == '/') { // * / 연산자일 경우,
            v[vIdx] = sqr;      // 기존에 구한 숫자를 v배열에 추가하고,
            sqr = 0;            // sqr을 초기화한다.
            vIdx++;             // 배열의 크기를 계산하기 위한 vIdx는 1을 더해준다.
            
            if (hasDivMultip) { // 기존에 곱셈이나 나눗셈 수식을 받아둔게 있다면
                int tmp = 0;
                if (con[conIdx-1] == '*') {
//                    printf("곱셈 계산");
                    tmp = v[vIdx-2] * v[vIdx-1];
                }else if (con[conIdx-1] == '/') {
//                    printf("나눗셈 계산");
                    tmp = v[vIdx-2] / v[vIdx-1];
                }
//                printf(" %d\n", tmp);
                con[conIdx-1] = 0;
                conIdx--;
                
                v[vIdx-1] = 0;
                v[vIdx-2] = 0;
                vIdx -= 2;
                
                v[vIdx] = tmp;
                vIdx ++;
            }
            
            con[conIdx] = localValue[j]; // 수식도 배열에 추가한다.
            conIdx++;
            
            hasDivMultip = true; // 곱하기나 나누기를 입력받았음을 표현해둔다.
        }
        if (j == localCount-1) { // 수식을 다 입력받은 상태로, 곱하기나 나누기를 입력 받은 상태라면
            v[vIdx] = sqr;      // 기존에 구한 숫자를 v배열에 추가하고,
            sqr = 0;            // sqr을 초기화한다.
            vIdx++;             // 배열의 크기를 계산하기 위한 vIdx는 1을 더해준다.
            
            if (hasDivMultip) {
                int tmp = 0;
                if (con[conIdx-1] == '*') {
//                     printf("곱셈 계산");
                    tmp = v[vIdx-2] * v[vIdx-1];
                }else if (con[conIdx-1] == '/') {
//                     printf("나눗셈 계산 %d, %d", v[vIdx-2], v[vIdx-1]);
                    tmp = v[vIdx-2] / v[vIdx-1];
                }
//                 printf(" %d\n", tmp);
                hasDivMultip = false;
                // 계산한 값들을 배열에서 제외해준다.
                con[conIdx-1] = 0;
                conIdx--;
                
                v[vIdx-1] = 0;
                v[vIdx-2] = 0;
                vIdx -= 2;
                
                v[vIdx] = tmp;
                vIdx ++;
            }
        }
    }
    
    int result = v[0];
    for (int i =0; i < conIdx; i++) {
        if (con[i] == '+') {
            result += v[i+1];
        }else if (con[i] == '-') {
            result -= v[i+1];
        }
    }
//    printf("result : %d", result);
    return result;
}

// 전역변수 input에 있는 수식의 가장 먼저 만나고 가장 깊은 괄호 하나를 풀어내고,
// input에 수식을 재정리하는 함수이다.
void bracketOperation() {
    // 가장 깊은 괄호문에 있는 수식을 찾는다.
    // 괄호가 열릴 때 마다 +1, 닫힐 때 마다 -1
    // 더 이상 내부에 괄호가 없을 때(닫는 괄호를 만날 때) 계산 시작
    // 1순위 -> 괄호 내부에 있는 수식
    // 2순위 -> 곱셈/나눗셈
    // 3순위 -> 덧셈/뺄셈
    int newForm[ARRAY_SIZE] = {0};
    int newFormIdx = 0;
    char localValue[ARRAY_SIZE] = {0};
    int localCount = 0;
    int localStart = 0;
    int localEnd = 0;
    int localResult = 0;
    for (int i = 0; i < inputLength; i++) {
        if (input[i] == '(') {
            // deepLevel++;
            memset(&localValue[0], 0, sizeof(localValue));
            localCount = 0;
            localStart = i;
        }else if (input[i] == ')') {
            // deepLevel--;
            localResult = fundamentalOperation(localValue, localCount);
//            printf("cal : %d\n", localResult);
            localEnd = i;
            for (int j = 0; j < ARRAY_SIZE; j++) {
                if (j < localStart) {
                    newForm[newFormIdx] = input[j];
                    newFormIdx++;
                }else if (j == localStart) {
                    char localResultArr[11] = {0};
                    sprintf(localResultArr, "%d", localResult);
                    for (int k = 0; k < 11; k++) {
                        if (localResultArr[k] != 0) {
                            newForm[newFormIdx] = localResultArr[k];
                            newFormIdx++;
                        }else {
                            break;
                        }
                    }
                }else if (j > localEnd && input[j] != 0) {
                    newForm[newFormIdx] = input[j];
                    newFormIdx++;
                }
            }
            break;
        }else {
            localValue[localCount] = input[i];
            localCount++;
            // 숫자 혹은 수식
        }
    }
    memset(&input[0], 0, sizeof(input));
    inputLength = 0;

    for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
        if (newForm[i] == 0) {
            break;
        }else {
            input[i] = newForm[i];
            inputLength++;
        }
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    while(1) {
        printf("수식을 입력하세요. 종료를 원하시면 exit를 입력하세요.\n");
        printf("입력 : ");
        scanf("%s", input);
        if (input[0] == 'e' && input[1] == 'x' && input[2] == 'i' && input[3] == 't') {
            // exit라는 값을 입력받았는지 확인하고, 입력받았으면 while문을 벗어난다.
            break;
        }else {
            // 입력한 수식의 길이를 알아낸다.
            for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
                if (input[i] == 0) {
                    inputLength = i;
                    break;
                }
            }
            printInputArray(); // 수식을 한 번 출력하고,
            // 배열 입력 값 검사.
            // 0~9와 *-+/()만 입력 가능하도록 필터링한다.
            bool hasUnknownCharacter = false;
            for (int i = 0; i < inputLength; i++) {
                if (!('0' <= input[i] && input[i] <= '9') &&
                    input[i] != '+' && input[i] != '-' && input[i] != '*' && input[i] != '/' &&
                    input[i] != '(' && input[i] != ')') {
                    hasUnknownCharacter = true; // 숫자와 괄호, 그리고 사칙연산 이외의 값을 입력받으면 hasUnknownCharacter을 true으로 변환
                }
            }
            if (hasUnknownCharacter) { // hasUnknownCharacter가 true일 경우(엉뚱한 값을 입력받았을 경우)
                printf("잘못된 입력 값이 있습니다.\n"); // 메시지 출력
            }else {
                while (1) { // 괄호를 다 풀어낼 때 까지 무한반복한다.
                    bool hasBracket = false;
                    for (int i = 0; i < inputLength; i++) { // 괄호를 가지고 있는지 확인하고,
                        if (input[i] == '(') {
                            hasBracket = true; // 있으면 hasBracket를 참으로 변경
                            break;
                        }
                    }
                    if (hasBracket) { // hasBracket가 참일 경우(괄호를 가지고 있을 경우)
                        bracketOperation(); // 괄호 하나를 풀어내고
                        printInputArray(); // 결과를 출력
                    }else { // 괄호가 없을 경우, 반복문을 벗어난다.
                        break;
                    }
                }
                // 기타 잔여 사칙연산을 수행한다.
                int result = fundamentalOperation(input, inputLength);
                printf("결과는 %d입니다.\n", result); // 결과 출력
            }
        }
        // 배열의 모든 데이터를 0으로 초기화
        memset(&input[0], 0, sizeof(input));
        inputLength = 0;
    }
    printf("종료합니다.\n");
    
    
    return 0;
}

안녕하세요, 과제 진행하는데 코드가 많은 도움이 되었습니다. 감사합니다!