在 Alex 的博客上看到的對正則這一章節作業是編寫一個計算器，要求能計算出下面的算式。

1 - 2 * ( (60-30 +(-40/5) * (9-25/3 + 7 /399/42998 +10 * 568/14 )) - (-43)/ (16-3*2) )

第一次編寫計算器，為了理清邏輯，先編寫一個 比較初級的版本，暫時只支持加減乘除。
分析上面的計算式，雖然只有加減乘除，但是還是比較復雜的運算，上面的計算式基本上是涵蓋了所有加減乘除能遇到的所有情況。
我們先設一個計算器程序能達到的效果，運行程序時，程序要求用戶輸入一個計算式，然后程序計算結束后，返回一個值，也就是計算式最后的值。

程序比較關鍵的幾點：
1.初步判斷和處理用戶提供的字符串，判斷是否是正確的算式，其中包括，算式中是否出現了英文字母，左括號和右括號是否相等，去掉字符串中的空格，更復雜的判斷先暫時不做。

2.計算順序，由于計算是有優先級的，如果人工算，第一步就是去找最里層的括號，將最里層的括號的值在代出來計算運算。那么程序第一步就是判斷計算式中是否有括號，如果有括號，就找到最里層的擴號，計算完后，就用得到的值來替換最里層的括號，得到一個新的字符串，在返回繼續判斷是否有括號，再計算，如此循環得到最后的值。

3.那么怎么來讓程序來識別哪一個括號才是最里層的括號呢？由于正則默認的是貪婪匹配，找到最外層擴號很容易，找到最里層的反而不是太容易。換個思路，只要不是最里層的括號，那么這個括號里面一定還有括號，所以最里層的括號有一個特點，就是里面不再會有其他括號了。故正則可以這樣寫 '(([^()]+))' 。（這是這個程序實現的最關鍵的一點）

4 . 程序不完善之處，這個程序只支持加減乘除四則運算，功能還不夠完善；由于python 自身的原因，在計算浮點數上，有時會出現不準確的情況，這個還需要在完善一下；為了方便處理，我是將所有的數字都轉化為浮點數處理，故一些整數間的運算得到的結果也會是一個浮點數，還需要繼續完善。
附上代碼：

import re

x = input('請輸入你要計算的計算式：')   # 用戶輸入
# 判斷用戶輸入的是否有字母，括號個數是否正確，同時處理字符串中的空格

if re.findall('[a-zA-Z]',x):
    print('輸入錯誤，算式中出現字母！')
    exit()
if '(' in x or ')' in x:
    if x.count('(') != x.count(')'):
        print('輸入錯誤，括號個數不正確！')
        exit()
if ' ' in x:
    x = x.replace(' ','')

# 定義一個處理乘法和除法的函數，在只有加減乘除的運算中，除法若是最優先運算的話，不會出錯。
# 經過這個函數處理后，計算式中的 乘除法就處理完了，只剩下加減法了
def multiplication_division(calculate):
    # 在計算完括號里面的計算式時，如果得到一個負數，那么替換后會出現 '*-' '/-' '+-' '--' 這么幾種情況，故函數先判斷處理這種情況。
    while '*-' in calculate:                    
        if re.search('-[0-9.]+\*-',calculate):
            replace1 = re.search('-[0-9.]+\*-',calculate).group()
            replace = replace1.replace('*-','*')
            replace = replace.replace('-','+')
            calculate = calculate.replace(replace1,replace)
        elif re.search('\+[0-9.]+\*-',calculate):
            replace1 = re.search('\+[0-9.]+\*-', calculate).group()
            replace = replace1.replace('*-', '*')
            replace = replace.replace('+', '-')
            calculate = calculate.replace(replace1, replace)
    while '/-' in calculate:
        if re.search('-[0-9.]+/-',calculate):
            replace1 = re.search('-[0-9.]+/-',calculate).group()
            replace = replace1.replace('/-','/')
            replace = replace.replace('-','+')
            calculate = calculate.replace(replace1,replace)
        elif re.search('\+[0-9.]+/-',calculate):
            replace1 = re.search('\+[0-9.]+/-', calculate).group()
            replace = replace1.replace('/-', '/')
            replace = replace.replace('+', '-')
            calculate = calculate.replace(replace1, replace)
    while '/' in calculate:
        if re.findall('^-[0-9.]+/[0-9.]+',calculate):
            division = re.findall('-[0-9.]+/[0-9.]+',calculate)[0]
            result = re.findall('(-[0-9.]+)/([0-9.]+)',division)[0]
            result = float(result[0])/float(result[1])
            calculate = calculate.replace(division,str(result))
        else:
            division = re.findall('[0-9.]+/[0-9.]+',calculate)[0]
            result = re.findall('([0-9.]+)/([0-9.]+)',division)[0]
            result = float(result[0])/float(result[1])
            calculate = calculate.replace(division,str(result))
    while '*' in calculate:
        if re.findall('^-[0-9.]+\*[0-9.]+', calculate):
            multiplication = re.findall('-[0-9.]+\*[0-9.]+',calculate)[0]
            result = re.findall('(-[0-9.]+)\*([0-9.]+)',multiplication)[0]
            result = float(result[0])*float(result[1])
            calculate = calculate.replace(multiplication,str(result))
        else:
            multiplication = re.findall('[0-9.]+\*[0-9.]+', calculate)[0]
            result = re.findall('([0-9.]+)\*([0-9.]+)', multiplication)[0]
            result = float(result[0]) * float(result[1])
            calculate = calculate.replace(multiplication, str(result))
    return calculate

# 定義一個處理只有加減法的函數
def addition_subtraction(calculate):
    if '+-' in calculate:
        calculate = calculate.replace('+-','-')
    elif '--' in calculate:
        calculate = calculate.replace('--','+')
    list_number = []
    list_number_ = re.findall('[+-]?[0-9.]+',calculate)
    for i in list_number_:
        list_number.append(float(i))
    return sum(list_number)


# 找到最里面的括號，并傳給前面的乘除法運算和加減法運算，得到最終的結果
def final(x):
    while '(' in x:
        process = re.findall('\(([^()]+)\)',x)
        for calculate in process:
            y = multiplication_division(calculate)
            y = addition_subtraction(y)
            x = x.replace('('+calculate+')',str(y))
    x = multiplication_division(x)
    return addition_subtraction(x)
print(final(x))