c - 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:

Using the getchar() function read an input sequence consisting ofnumbers, + and - signs. The output should be the result of thosearithmetical operations.

例如，如果输入是 10+13-12+25-5+100 ，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，您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、结构或基本上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，我的尝试是将 while 循环与 getchar() 结合使用。用于输入，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:

您的输入只能包含 - 、 + 或任何数字 ( 0123456789 ) 之一。

getchar() 函数一次读取输入的一个字符，并在输入结束或发生错误时返回 EOF。

现在，进入解决方案:

从循环中一次读取一个字符开始。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
}

从设置为 0 的累加器开始，并在每次遇到数字时“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: /* c is a digit */ 条件可能并不简单，您可以将其放入 else 和 - 检查的 + 中。

每次遇到 - 或 + 时，记住操作，每次遇到操作符时，先执行上一个操作并重置累加器。

// 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
}

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 3 点的 if 内的逻辑相同)。

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() 手动执行此操作。这基本上与我们之前将数字扫描到累加器中所做的相反。

如果需要，先打印符号，并将值设为正:

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

找出小于您的数字的 10 的最大幂:

int div = 1;

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

使用幂来提取和打印每个数字的除法和模以 10:

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

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

以换行符结尾:

putchar('\n');