python用re正則表達式實現數學公式計算

#！/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
#Author:QiFeng Zhang
import re
__Author__ = "Faker"

'''計算表達式字符串'''
bracket = re.compile(r"\([^()]+\)")  #查找最內層括號
div     = re.compile(r"(\d+\.?\d*/-\d+\.?\d*)|(\d+\.?\d*/\d+\.?\d*)")  #查找除法運算
mul     = re.compile(r"(\d+\.?\d*\*-\d+\.?\d*)|(\d+\.?\d*\*\d+\.?\d*)")  #查找乘法運算
add     = re.compile(r"(-?\d+\.?\d*\+-\d+\.?\d*)|(-?\d+\.?\d*\+\d+\.?\d*)")  #查找加法運算
sub     = re.compile(r"(-?\d+\.?\d*--\d+\.?\d*)|(-?\d+\.?\d*-\d+\.?\d*)")  #查找減法運算
c_f     = re.compile(r"\(?\+?-?\d+\.?\d*\)?")   #查找括號內是否運算完畢
strip   = re.compile(r"[^(].*[^)]")   #去除括號

def Div(s):
    '''計算除法'''
    exp = re.split(r'/',div.search(s).group())  #將除法表達式拆分成列表
    return s.replace(div.search(s).group(),str(float(exp[0])/float(exp[1])))  #計算並用結果替換列表中表達式
def Mul(s):
    '''計算乘法'''
    exp = re.split(r'\*',mul.search(s).group())  #將乘法表達式拆分成列表
    return s.replace(mul.search(s).group(),str(float(exp[0])*float(exp[1])))  #計算並用結果替換列表中表達式
def Add(s):
    '''計算加法'''
    exp = re.split(r'\+',add.search(s).group())  #將加法表達式拆分成列表
    return s.replace(add.search(s).group(),str(float(exp[0])+float(exp[1])))  #計算並用結果替換列表中表達式
def Sub(s):
    '''計算減法'''
    exp = sub.search(s).group()   #去除減法表達式
    if exp.startswith('-'):  #如果表達式形如：-2.2-1.2；需變換為：-（2.2+1.2）
        exp = exp.replace('-', '+')         #將-號替換為+號；+2.2+1.2
        res = Add(exp).replace('+', '-')    #調用Add運算，將返回值+3.4變為-3.4
    else:
        exp = re.split(r'-',exp)
        res = str(float(exp[0]) - float(exp[1]))
    return s.replace(sub.search(s).group(),res)

def calc():
    while True:
        s = input('plase input the key(q for quit)>>>').strip()
        if s == 'q':  #如果輸入q退出
            break
        else:
            s = ''.join([x for x in re.split('\s+',s)])  #去除字符串中的空白字符
            if not s.startswith('('):  #若字符串不是以括號開始的，增加括號
                s = str('(%s)'%s)
            while bracket.search(s):  #若表達式存在括號，將括號內容取出來存變量
                s = s.replace('--','+')  #將表達式中的--替換成+
                s_search  = bracket.search(s).group()   #查找最內層括號，將括號內容取出
                if div.search(s_search): #如果括號內包含除服，則先算除法
                    s = s.replace(s_search,Div(s_search))  #替換除法運算
                elif mul.search(s_search):   #判斷是否包含乘法運算
                    s = s.replace(s_search,Mul(s_search))  #將乘法計算內容替換乘法表達式
                elif sub.search(s_search): #判斷是否包含減法運算
                    s = s.replace(s_search,Sub(s_search)) #將減法運算結果替換減法運算表達式
                elif add.search(s_search): #判斷是否加法運算
                    s = s.replace(s_search,Add(s_search))  #將加法運算結構調換加法運算表達式
                elif c_f.search(s_search):  #加減乘除都不含，判斷是否有括號
                    s = s.replace(s_search,strip.search(s_search).group())  #對最終結果執行去括號操作

            print('The answer is %.2f'%(float(s)))


if __name__ == "__main__":
    calc()