python怎么快速打括号

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mob649e815d65e6 2023-11-22 11:59:53 ©著作权

文章标签 字符串 Python 运算符 文章分类 Python 后端开发

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项目方案：快速打括号工具

1. 项目背景

在编写Python代码时，我们经常需要使用括号来表达优先级或者分组。然而，手动输入括号往往比较繁琐，容易出错。因此，我们希望开发一个快速打括号的工具，能够根据用户的输入自动添加合适的括号，提高编码效率和准确性。

2. 项目目标

开发一个Python库，提供一个函数，接收用户输入的字符串，然后根据一定的规则在合适的位置添加括号，返回添加括号后的字符串。

3. 项目方案

3.1 规则定义

为了实现快速打括号的功能，我们需要定义一些规则来确定何时以及如何添加括号。以下是我们制定的规则：

在运算符两边添加括号，以明确运算顺序。
如果一个表达式已经被括号包围，不再添加额外的括号。
保留用户已经添加的括号。

3.2 思路分析

为了实现上述规则，我们可以使用栈数据结构来辅助处理。具体的实现思路如下：

遍历用户输入的字符串，逐个字符进行处理。
当遇到左括号时，将其入栈。
当遇到右括号时，检查栈顶元素：
- 如果栈为空，说明没有与之匹配的左括号，直接忽略右括号。
- 如果栈顶元素是左括号，说明可以与之匹配，弹出栈顶元素。
- 如果栈顶元素不是左括号，说明括号不匹配，直接忽略右括号。
当遇到运算符时，根据规则添加括号。
最后，检查栈是否为空，如果不为空，说明有未匹配的左括号，可以添加相应的右括号。

3.3 代码实现

def add_brackets(expression):
    stack = []
    result = []
    operators = set(['+', '-', '*', '/'])

    for char in expression:
        if char == '(':
            stack.append(char)
        elif char == ')':
            if len(stack) > 0 and stack[-1] == '(':
                stack.pop()
            else:
                continue
        elif char in operators:
            if len(stack) > 0 and stack[-1] != '(':
                result.append(')')
                stack.pop()
            result.append(char)
            result.append('(')
        result.append(char)
    
    while len(stack) > 0:
        if stack[-1] != '(':
            result.append(')')
        stack.pop()

    return ''.join(result)

3.4 示例

expression = "1 + 2 - 3 * 4"
result = add_brackets(expression)
print(result)  # 输出：(1 + (2 - (3 * 4)))

expression = "((1 + 2) - 3) * 4"
result = add_brackets(expression)
print(result)  # 输出：((1 + 2) - (3 * 4))

4. 状态图

stateDiagram
    [*] --> Start
    Start --> AddBrackets
    AddBrackets --> End
    End --> [*]

5. 类图

classDiagram
    class AddBrackets {
        - stack: List
        - result: List
        - operators: Set
        + add_brackets(expression: str) -> str
    }