C++ source code to calculate a formula expressed with RPN.

rpn.cpp

/***************************************************************
  Caculate a formula string by RPN.

    DATE          AUTHOR          VERSION
    2020.10.07    mk-mode.com     1.00 新規作成

  Copyright(C) 2020 mk-mode.com All Rights Reserved.
***************************************************************/
#include <iostream>   // for cout
#include <regex>      // for regex_search.
#include <stack>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <vector>

namespace my_lib {

class Rpn {
  std::string rpn;                                // RPN 文字列
  std::vector<std::string> str2ary(std::string);  // 文字列の配列化

public:
  Rpn(std::string rpn) : rpn(rpn) {}  // コンストラクタ
  double calc();                      // 計算
};

/*
 * RPN による計算
 *
 * @return 計算結果(double)
 */
double Rpn::calc() {
  std::stack<double> st;        // 作業用スタック
  std::regex re_0("[=\\s]+$");  // 正規表現（末尾の=とスペース）
  std::regex re_1("\\s+");      // 正規表現（スペース）
  std::regex re_d("\\d+");      // 正規表現（数字）
  std::regex re_pl("\\+");      // 正規表現（+）
  std::regex re_mn("\\-");      // 正規表現（-）
  std::regex re_pr("\\*");      // 正規表現（*）
  std::regex re_dv("\\/");      // 正規表現（/）
  std::smatch sm;               // 正規表現（マッチ部分）
  double l;                     // オペランド（左）
  double r;                     // オペランド（右）
  double ans;                   // 計算結果

  try {
    for (std::string t : str2ary(rpn)) {
      if (std::regex_search(t, sm, re_d)) {
        st.push(stod(t));
        continue;
      }
      r = st.top();
      st.pop();
      l = st.top();
      st.pop();
      if        (std::regex_search(t, sm, re_pl)) {
        st.push(l + r);
      } else if (std::regex_search(t, sm, re_mn)) {
        st.push(l - r);
      } else if (std::regex_search(t, sm, re_pr)) {
        st.push(l * r);
      } else if (std::regex_search(t, sm, re_dv)) {
        st.push(l / r);
      }
    }
    ans = st.top();
  } catch (...) {
    return 0.0;  // 変換失敗
  }

  return ans;
}

/**
 * @brief      RPN 文字列の配列化
 *
 * @param[ref] RPN 文字列 rpn (string)
 * @return     配列(vector)
 */
std::vector<std::string> Rpn::str2ary(std::string rpn) {
  std::vector<std::string> v;
  std::regex re_0("([=\\s]+$)");  // 正規表現（末尾の=とスペース）
  std::regex re_1("([0-9\\.]+|[()*/+\\-])");
  std::string fmt = "";
  std::smatch sm;

  try {
    rpn = std::regex_replace(rpn, re_0, fmt);
    while (std::regex_search(rpn, sm, re_1)) {
      v.push_back(sm[1].str());
      rpn = sm.suffix();
    }
  } catch (...) {
    return {};  // 配列化失敗
  }

  return v;  // 配列化成功
}

}  // namespace my_lib

int main(int argc, char* argv[]) {
  std::string buf;

  try {
    std::cout << "? ";
    getline(std::cin, buf);
    if (buf.empty()) return EXIT_SUCCESS;
    my_lib::Rpn r(buf);
    std::cout << r.calc() << std::endl;
  } catch (...) {
    std::cerr << "EXCEPTION!" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  return EXIT_SUCCESS;
}