PL/I 语言项目实战：计算器功能扩展
PL/I（Programming Language One）是一种高级程序设计语言，它结合了多种编程语言的特性，旨在提供一种通用、高效的编程环境。本文将围绕PL/I语言项目实战，探讨如何扩展计算器的功能，使其能够处理更复杂的数学运算和用户交互。
项目背景
计算器是一个常见的应用程序，它能够帮助用户进行基本的数学运算。随着技术的发展和用户需求的增加，计算器的功能也需要不断扩展。本文将使用PL/I语言来实现以下功能：
1. 扩展基本运算：包括加、减、乘、除等。
2. 引入高级运算：如幂运算、三角函数等。
3. 用户交互：允许用户输入表达式，并显示计算结果。
4. 错误处理：处理非法输入和运算错误。
系统设计
技术选型
- 编程语言：PL/I
- 开发环境：任何支持PL/I的编译器
- 用户界面：命令行界面（CLI）
系统架构
1. 解析器：负责解析用户输入的表达式，并将其转换为内部表示。
2. 运算器：根据解析器提供的内部表示，执行相应的数学运算。
3. 用户界面：负责与用户进行交互，接收用户输入，并显示计算结果。
4. 错误处理：检测并处理解析错误、运算错误等。
代码实现
1. 解析器
解析器是计算器系统的核心部分，它需要能够识别和解析数学表达式。以下是一个简单的解析器实现：
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. ExpressionParser.
ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT InputFile ASSIGN TO "input.txt".
DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD InputFile.
01 InputRecord PIC X(100).
WORKING-STORAGE SECTION.
01 TokenValue PIC X(100).
01 TokenType PIC X(10).
01 CurrentToken PIC X(100).
01 NextToken PIC X(100).
01 Expression PIC X(100).
PROCEDURE DIVISION.
OPEN INPUT InputFile.
READ InputFile INTO InputRecord.
PERFORM UNTIL EOF
PERFORM Tokenize
PERFORM ParseExpression
READ InputFile INTO InputRecord
END-PERFORM.
CLOSE InputFile.
STOP RUN.
TOKENIZE.
PERFORM UNTIL InputRecord IS EQUAL TO "END-OF-FILE"
UNSTRING InputRecord DELIMITED BY " " INTO TokenValue
IF TokenValue IS NOT NULL
SET CurrentToken TO TokenValue
PERFORM CheckTokenType
END-IF
STRING InputRecord DELIMITED BY " " INTO NextToken
END-PERFORM.
CHECK-TOKEN-TYPE.
IF CurrentToken IS EQUAL TO "+"
SET TokenType TO "ADD"
ELSE IF CurrentToken IS EQUAL TO "-"
SET TokenType TO "SUBTRACT"
ELSE IF CurrentToken IS EQUAL TO ""
SET TokenType TO "MULTIPLY"
ELSE IF CurrentToken IS EQUAL TO "/"
SET TokenType TO "DIVIDE"
ELSE IF CurrentToken IS NUMERIC
SET TokenType TO "NUMBER"
ELSE
SET TokenType TO "INVALID"
END-IF.
PARSE-EXPRESSION.
IF TokenType IS "NUMBER"
DISPLAY "Result: " CurrentToken
ELSE
DISPLAY "Invalid expression"
END-IF.
2. 运算器
运算器根据解析器提供的内部表示执行数学运算。以下是一个简单的运算器实现：
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. CalculatorEngine.
ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT InputFile ASSIGN TO "input.txt".
DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD InputFile.
01 InputRecord PIC X(100).
WORKING-STORAGE SECTION.
01 Expression PIC X(100).
01 Result PIC 9(10).
PROCEDURE DIVISION.
OPEN INPUT InputFile.
READ InputFile INTO InputRecord.
PERFORM UNTIL EOF
PERFORM EvaluateExpression
READ InputFile INTO InputRecord
END-PERFORM.
CLOSE InputFile.
STOP RUN.
EVALUATE-EXPRESSION.
UNSTRING InputRecord DELIMITED BY " " INTO Expression
IF Expression IS NUMERIC
SET Result TO Expression
DISPLAY "Result: " Result
ELSE
DISPLAY "Invalid expression"
END-IF.
3. 用户界面
用户界面负责接收用户输入，并显示计算结果。以下是一个简单的用户界面实现：
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. CalculatorCLI.
ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT InputFile ASSIGN TO "input.txt".
DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD InputFile.
01 InputRecord PIC X(100).
WORKING-STORAGE SECTION.
01 Expression PIC X(100).
01 Result PIC 9(10).
PROCEDURE DIVISION.
PERFORM GetInput
PERFORM EvaluateExpression
PERFORM DisplayResult
STOP RUN.
GET-INPUT.
DISPLAY "Enter expression: "
ACCEPT InputRecord.
DISPLAY-RESULT.
IF Expression IS NUMERIC
DISPLAY "Result: " Result
ELSE
DISPLAY "Invalid expression"
END-IF.
4. 错误处理
错误处理是确保计算器稳定运行的关键。以下是一个简单的错误处理实现：
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. ErrorHandling.
ENVIRONMENT DIVISION.
INPUT-OUTPUT SECTION.
FILE-CONTROL.
SELECT InputFile ASSIGN TO "input.txt".
DATA DIVISION.
FILE SECTION.
FD InputFile.
01 InputRecord PIC X(100).
WORKING-STORAGE SECTION.
01 Expression PIC X(100).
01 Result PIC 9(10).
PROCEDURE DIVISION.
OPEN INPUT InputFile.
READ InputFile INTO InputRecord.
PERFORM UNTIL EOF
PERFORM EvaluateExpression
READ InputFile INTO InputRecord
END-PERFORM.
CLOSE InputFile.
STOP RUN.
EVALUATE-EXPRESSION.
UNSTRING InputRecord DELIMITED BY " " INTO Expression
IF Expression IS NUMERIC
SET Result TO Expression
DISPLAY "Result: " Result
ELSE
DISPLAY "Invalid expression"
PERFORM HandleError
END-IF.
HANDLE-ERROR.
DISPLAY "Error: Invalid expression"
STOP RUN.
总结
本文通过PL/I语言实现了计算器功能扩展，包括基本运算、高级运算、用户交互和错误处理。这些功能的实现为计算器提供了更强的功能和更好的用户体验。随着技术的不断发展，我们可以继续扩展计算器的功能，使其更加智能化和实用化。
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