import re

def is_operator(operator): #判断是否为运算符
    operators = ['+', '-', '*', '/', '(', ')']
    if operator in operators:
        return True
    else:
        return False

def calculate(n1, n2, operator): #对参数进行运算
    result = 0
    if operator == "+":
        result = n1 + n2
    if operator == "-":
        result = n1 - n2
    if operator == "*":
        result = n1 * n2
    if operator == "/":
        result = n1 / n2
    return result

def formula_format(formula):
    formula = re.sub(' ', '', formula) # 去掉表达式式中的空格
    formula_list = [i for i in re.split('(\-\d+\.?\d*)', formula) if i] # 以 '-' + '数字' 分割表达式
    final_formula = [] # 创建最终的表达式列表
    for item in formula_list:
        if len(final_formula) == 0 and re.search('^\-\d+\.?\d*$', item): # 判断第一个是以横杠开头的数字是不是负数。
            final_formula.append(item)
        elif len(final_formula) > 0:
            if re.search('[\+\-\*\/\(]$', final_formula[-1]): # 判断表达式列表中最后一个是不是运算符号
                final_formula.append(item)
            else: #分割表达式并写入表达式列表
                item_split = [i for i in re.split('([\+\-\*\/\(\)])', item) if i]
                final_formula += item_split
        else: #分割表达式并写入表达式列表
            item_split = [i for i in re.split('([\+\-\*\/\(\)])', item) if i]
            final_formula += item_split
    return final_formula #返回最终的表达式列表

def decision(tail, now): #tail是栈顶元素，now是当前元素
    # 定义4种运算符优先度
    rank1 = ['+', '-']
    rank2 = ['*', '/']
    rank3 = ['(']
    rank4 = [')']
    if tail in rank1:
        if now in rank2 or now in rank3:  # 说明连续两个运算优先级不一样，需要入栈
            return -1
        else:
            return 1
    elif tail in rank2:
        if now in rank3:
            return -1
        else:
            return 1
    elif tail in rank3:
        if now in rank4:
            return 0  # 如果'(' 遇上 ')' 需要出栈 '('
        else:
            return -1  # 只要栈顶元素为'('，当前元素不是')',都应入栈。
    else:
        return -1

def final_calc(formula_list):
    num = []  # 定义数字栈
    operators = []  # 定义运算符栈
    for x in formula_list:
        operator = is_operator(x) # 调用函数判断，具体函数比较简单不详细介绍，在下面会给出
        if not operator: # 判断是否为运算符，否则压入数字栈
            num.append(float(x)) # 将字符串转换为浮点数进行运算，防止数值类型在运算中出现错误
        else: # 运算符处理
            while True:
                if len(operators) == 0: # 如果运算符栈等于0无条件入栈
                    operators.append(x)
                    break
                tag = decision(operators[-1], x) # 调用 decision 函数判断运算符优先级
                if tag == -1:
                    operators.append(x)  # 如果是-1压入运算符栈进入下一次循环
                    break
                elif tag == 0:
                    operators.pop() # 如果是0弹出运算符栈内最后一个'(', 丢掉当前')'，进入下一次循环
                    break
                elif tag == 1:
                    op = operators.pop()  # 如果是1弹出运算符栈内最后两个元素，弹出数字栈最后两位元素。
                    num2 = num.pop()
                    num1 = num.pop()
                    num.append(calculate(num1, num2, op)) # 将运算之后的结果压入数字栈中
    while len(operators) != 0: # 判断是否还有未处理的元素
        op = operators.pop()
        num2 = num.pop()
        num1 = num.pop()
        num.append(calculate(num1, num2, op))
    return num , operators

x=1 #主函数，写了一个循环
while(x):
    try:
        print("请输入您的计算式")
        formula = input()
        formula_list = formula_format(formula)
        result ,_= final_calc(formula_list)
        print("计算结果：", result[0])
        x=int(input("是否继续运算？ Yes for 1 / No for 0\n"))
    except ValueError:
        print("请正确输入计算式")
print("谢谢使用，再见！")