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创建日期:2014/04/14
文 件 名:PDSFormula.h
原始作者:孙宇飞
描    述:本文件中的函数用来解析CString类型的公式,以链表形式保存,具体使用方法是:
         (1)声明一个CPDSFormula对象,按照CPDSFormula::SetFormula中所列的参数设置,如果不调用该接口,需要手动将各变量设置完整
         (2)设置完成后调用CPDSFormula::AnalyseString完成对字符串的解析,结果被保存在m_listFormulaItem中,并且指明了哪些数字项表示长度,哪些表示常量,
            对于长度项,m_dConstNumber保存的就是内部长度值,对于常量项,m_dConstNumber保存的就是实际值,
            特别说明,对于[-胸围/4]这样的公式将会被解析为[0-胸围/4],
            在该步骤中将会形成m_listCalculateFormula链表,它记录了如何将公式计算成数值            
         (3)计算某号型实际值时,要遍历m_listCalculateFormula链表,将该号型的人体尺寸长度/常量设置到m_dConstNumber中,再调用CalculateResult,其返回值就是结果
         注释:
         (1)主体采用PDS中解析公式的算法,仅对类名称/成员变量/函数名/宏定义进行一些改动
         (2)语义分析函数CPDSFormula::SemanticAnalysis是本次新增,它将会指定哪些数字项是内部长度,哪些数字项是常量
            算法:假设公式中含有5个数字项,首先假设这5项均为常量,检查各项是否与m_iFormulaType保持一致,如果不一致,假设有4项为常量,共分5种情况,再检查哪一种情况下的公式与m_iFormulaType保持一致,如此再计算3项2项1项0项常量的情况
         (3)公式中区分m_listLengthVariableName与m_listAngleVariableName,前者代表长度,后者代表角度,即常量,设置时一定要将不同类型的人体尺寸/尺寸变量字符串写入到相应的链表中
         (4)所有的成员变量都是public类型,方便获取数据,要按照上述的使用方法进行操作,没有列出的函数/变量不可设置

修改记录:
  版本号       修改日期    作者            修改内容
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#ifndef PDSFORMULA_H
#define PDSFORMULA_H

#include <afxwin.h>
#include <afxtempl.h>

//将函数操作符作为单目运算符，运算级别在括号之后
#define PDS_F_OT_NULL         0x00000000  //
#define PDS_F_OT_ADD          0x00000001  //+  加
#define PDS_F_OT_SUB          0x00000002  //-  减
#define PDS_F_OT_MULT         0x00000004  //*  乘
#define PDS_F_OT_DIV          0x00000008  ///  除
#define PDS_F_OT_LBRACKET     0x00000010  //(  左括号
#define PDS_F_OT_RBRACKET     0x00000020  //)  右括号
#define PDS_F_OT_SQR          0x00000040  //√ 开方
//下面的操作符使用字符串表示
#define PDS_F_OT_SIN          0x00000080  //sin
#define PDS_F_OT_COS          0x00000100  //cos
#define PDS_F_OT_TG           0x00000200  //tg
#define PDS_F_OT_CTG          0x00000400  //ctg
#define PDS_F_OT_ARCSIN       0x00000800  //arcsin
#define PDS_F_OT_ARCCOS       0x00001000  //arccos
#define PDS_F_OT_ARCTG        0x00002000  //arctg
#define PDS_F_OT_ARCCTG       0x00004000  //arcctg

#define  PDS_FORMOULA_STACK_SIZE    100
#define  PDS_FOT_MAX_LENGTH           7  //使用字符串表示的操作符中字符串的最大长度

//公式错误信息
enum PDS_ERROR_INFO
{
  NoError             =0,   //没有错误
  StackOverflow       =1,   //栈溢出
  ExpressionError     =2,   //表达式错误(操作符的操作数个数不正确)
  NOLBracket          =3,   //只有右括号,没有左括号
  NORBracket          =4,   //存在没有与左括号匹配的右括号
  DivideZero          =5,   //除数为0
  SqrtError           =6,   //开方数小于0
  ArcsinError         =7,   //反正弦数据错误(数据必须在[-1,1]之间)
  ArccosError         =8,   //反余弦数据错误(数据必须在[-1,1]之间)
  StringError         =9    //字符串存在错误
};

//公式项
class CPDSFormulaItem
{
public:
  int m_iType;  //=1 操作符(默认), =2 引用m_pData1/m_pData2, =3 内部长度, =4 常量
  int m_iOperatorType;  //操作符在m_iType=1时有效,取值范围PDS_F_OT_NULL~PDS_F_OT_ARCCTG
  int m_iUnit;  //单位,在角度公式下,该变量为-1,m_bOperator=FALSE时有效,默认-1,详见<<PDSUnit.h>>
  int m_iPrecision;  //单位精度,用于转换成字符串时使用,默认-1,详见<<PDSUnit.h>>

  double m_dConstNumber;  //常量数值,既可以作为系数也可以作为常变量,单位为m_iUnit,当单位为英寸分数表示时,将分数转换成小数保存

  void* m_pData1;  //指针1,可根据实际需要指定
  void* m_pData2;  //指针2
  CString m_strText;  //字符串,可根据实际需要指定

  int m_iIndex;  //记录this在链表中的索引值

  int m_iPower;  //记录this的幂次,若为长度,该值为1,否则为0

public:
  CPDSFormulaItem(void);
  CPDSFormulaItem(CPDSFormulaItem& rhs);
  ~CPDSFormulaItem(void);
  CPDSFormulaItem& operator=(CPDSFormulaItem& rhs);
  BOOL operator==(CPDSFormulaItem& rhs);
  BOOL operator!=(CPDSFormulaItem& rhs);

  void Init(void);
};
typedef CList<CPDSFormulaItem,CPDSFormulaItem&> CPDSFormulaItemList;

//分析字符串时使用到的类
class CPDSMeasurePos
{
public:
  CString m_strMeasureName;  //在公式中人体尺寸/尺寸变量的名称
  int m_iMeasureIndex;  //名称在公式中开始的位置
public:
  CPDSMeasurePos(void);
  CPDSMeasurePos(CPDSMeasurePos& rhs);
  ~CPDSMeasurePos(void);
  CPDSMeasurePos& operator=(CPDSMeasurePos& rhs);
  BOOL operator==(CPDSMeasurePos& rhs);
};
typedef CList<CPDSMeasurePos,CPDSMeasurePos&> CPDSMeasurePosList;

class CPDSFormula
{
public:
  BOOL m_bOldFormoula;  //=TRUE 旧公式, =FALSE 新公式
  int m_iFormulaType;  //公式类型, =1 长度公式(默认), =2 角度公式
  int m_iDPMM;  //长度数据单位:dpmm(每毫米点),用来将字符串计算成内部单位
  int m_iUnit;  //创建公式时,公式所属长度单位
  int m_iPrecision;  //与单位对应的长度精确度
  CString m_strFormula;  //用户输入的公式字符串
  int m_iMantissa;  //旧公式中尾数对应的系统单位值,目的是为了防止单位转换时出现数据误差,只在旧公式中有效
  CStringList m_listLengthVariableName;  //表示长度的变量名称
  CStringList m_listAngleVariableName;   //表示角度的变量名称

  CPDSFormulaItemList  m_listFormulaItem;  //记录通过字符串得到的公式项链(公式项在链表中的顺序与公式字符串一致)
  CPDSFormulaItemList  m_listCalculateFormula;  //存放公式项计算的顺序,用于计算结果

  PDS_ERROR_INFO m_ErrorInfo;  //公式错误信息

  //分析过程中使用的变量
  WORD m_iPositionIndex;  //分析字符串过程中，指向字符串的当前位置

  CPDSFormulaItem m_CurrFormulaItem;  //当前分析到的单词
  CPDSMeasurePosList m_listMeasurePos;  //分析字符串时,字符串中的人体尺寸和尺寸变量名称及其在字符串中位置
  //两个栈变量只用于分析字符串的过程
  CPDSFormulaItem m_arrFIStack1[PDS_FORMOULA_STACK_SIZE];  //分析过程中存放操作符
  int m_iStackTop1;  //0..ParserStackSize;当前栈顶位置

  CPDSFormulaItem m_arrFIStack2[2 * PDS_FORMOULA_STACK_SIZE];  //分析过程中存放操作数和操作符
  int m_iStackTop2;  //0..2 * ParserStackSize;当前栈顶位置

public:
  CPDSFormula(void);
  CPDSFormula(CString strFormula, int iDPMM, int iUnit, int iPrecision, BOOL bOldFormoula, int iFormulaType, CStringList& listLengthVariableName, CStringList& listAngleVariableName);
  ~CPDSFormula(void);

  void Init(void);

  //设置函数
  void SetFormula(CString strFormula, int iDPMM, int iUnit, int iPrecision, BOOL bOldFormoula, int iFormulaType, CStringList& listLengthVariableName, CStringList& listAngleVariableName);

  //判断公式是否正确
  //返回值:
  //  =TRUE 公式正确,=FALSE 公式错误
  //说明:
  //  判断公式中包含的长度尺寸/角度尺寸是否可以在给定的链表中找到
  BOOL IsFormulaRight(void);

  //设置变量名称链表
  void SetVariableName(CStringList& listLengthVariableName, CStringList& listAngleVariableName);

  //将输入的字符串分析成一个一个单词
  void AnalyseString(void);

  //设置计算链m_listCalculateFormula
  void SetCalculateList(void);
  
  //公式项入栈
  void Push1(CPDSFormulaItem Item);
  
  //公式项出栈
  void Pop1(CPDSFormulaItem& Item);
  
  //公式项入栈
  void Push2(CPDSFormulaItem Item);  
  
  //判断给定的两个公式项中操作符的优先级
  //  [输入]Item1,Item2两个公式项
  //返回值:
  //  =0 Item1优先级高于Item2; =1 Item1优先级等于Item2; =2 Item1优先级低于Item2
  //说明:
  // 该函数中不对公式项是否为操作符进行判断
  int JudgePRI(CPDSFormulaItem Item1, CPDSFormulaItem Item2);
  
  //判断给定的公式项中操作符是单目运算还是双目运算()
  //  [输入] Item 公式项
  //返回值:
  //  =TRUE Item为双目运算符; =FALSE Item单目运算符,即函数运算符
  BOOL IsDualOperator(CPDSFormulaItem Item);
  
  //从字符串中得到每个公式项
  //返回值:
  //  =TRUE 表示字符串正确,=FALSE 表示字符串存在错误
  //  公式项存放在m_listFormulaItem中
  //说明:
  //思路:
  //1. 先找出字符串中所有的人体尺寸和尺寸变量,并记录下人体尺寸/尺寸变量名称和在字符串中的位置;
  //2. 在分析字符串时,先通过位置索引在m_listMeasurePos寻找,到直接返回,找不到通过字符串一个一个分析
  //3. 保证第一个公式项为数,并且操作数和操作符(加减乘除)交替
  BOOL GetStringFormulaItem(void);

  //找出m_strFormula中包含的尺寸名称,将结果输出到listMeasurePos中
  void GetMeasureInfo(CPDSMeasurePosList& listMeasurePos);

  //得到字符串中的单个单词,即变量名,操作符,数据
  //返回值:
  //  0 字符串错误，即不是变量名也不是操作符
  //  1 到了字符串结尾
  //  2 碰到错误字符如:!
  //  3 返回值为常量
  //  4 返回值为变量
  //  5 返回值为符号操作符
  //  6 返回值为字符串操作符
  //说明:
  //  变量名不能是数字开头
  //  只有在单位为英制分数的情况下，才进行分数的分析
  int NextFormulaItem(void);
  
  //根据索引在m_listMeasurePos中查找对应的MeasurePos
  //参数:
  //  iIndex      索引
  //  MeasurePos  [输出]找到对应的变量位置,返回值为TRUE时有效
  //返回值:
  //  =TRUE 找到, =FALSE 没有找到
  //说明：
  //  如果找到将找到的信息从m_listMeasurePos移出
  //  修改如果同一个位置存在多个名称,取名称最长的
  //  人体尺寸/尺寸变量名称存在数字
  BOOL FindMeasureIndex(int iIndex, CPDSMeasurePos& MeasurePos);
  
  //判断是否为函数:sin, cos ,tg, ctg, arcsin, arccos, arctg, arcctg
  //参数:
  //  strOperatorName  [输出]操作符名称
  //  iOperatorType    [输出]操作符类型
  //返回值:
  // =TRUE iOperatorType有意义, =FALSE iOperatorType不能使用
  BOOL IsFunc(CString &strOperatorName, int &iOperatorType);

  //判断是否为变量
  //参数:
  //  strVarName  [输出]变量名
  //返回值:
  // =TRUE strVarName有意义,=FALSE strVarName不能使用
  BOOL IsVar(CString &strVarName);
  
  //判断下一个字符是否为操作符
  //参数:
  //  strOperatorName   [输出]操作符名称
  //  iOperatorType     [输出]操作符类型
  //返回值：
  //  =TRUE iOperatorType有意义, =FALSE iOperatorType不能使用
  //说明:
  //  开方在该函数中判断,开方表述方式使用的是符号√
  BOOL IsOperator(CString& strOperatorName, int& iOperatorType);
  
  //查找给定的名称是否为人体尺寸
  //返回值:
  // =TRUE 找到变量, =FALSE 没有找到变量
  BOOL FindVariableForName(CString strVarName);

  //语义分析
  //说明:
  //  对解析后的m_listFormulaItem进行语义分析,确定其中哪些数字表示内部单位,哪些表示常量
  void SemanticAnalysis(void);

  //设置幂次
  //参数:
  //  listFormulaItem   公式项链表
  //  iPower            幂次,=0 表示常量, =1 表示长度, = 2表示长度*长度,以此类推
  void SetPower(CPDSFormulaItemList& listFormulaItem, int iPower);

  //检查给定链表的幂次是否等于给定值
  //参数:
  //  listFormulaItem   链表
  //  iPower            幂次, =0 表示常量, =1 表示长度, =2 表示长度*长度,以此类推
  //返回值:
  //  =TRUE 正确, =FALSE 错误
  BOOL CheckPower(CPDSFormulaItemList& listFormulaItem, int iPower);

  //判断给定链表中是否含有括号
  //参数:
  //  listFormulaItem   公式链表
  //  iIndexL           [输出]最左边的括号在链表中的索引值
  //  iIndexR           [输出]与iIndexL对应的右括号在链表中的索引值
  //返回值:
  //  =TRUE 有括号,(iIndexL,iIndexR)数据有效, =FALSE 没有括号,输出变量无效
  BOOL HaveBracket(CPDSFormulaItemList& listFormulaItem, int& iIndexL, int& iIndexR);

  //排列组合
  //参数:
  //  iMaxCount   总数
  //  iCount      被提取出的数量
  //  alIndex     [输出]排列组合链表,其中的alIndex[].GetCount()=iCount,索引值从0开始,从大到小排列
  void Permutation(int iMaxCount, int iCount, CArray<CList<int,int>,CList<int,int> >& alIndex);

  //获取给定链表的幂次,如果计算失败则返回INT_MAX
  //特别说明:什么是计算失败?
  //  例如:A*B+C由加号连接的每一项幂次不等,sqrt(A+B)用来开方的数据不是常数或者2的整数倍,sin(A)三角函数的参数不是常量,等等
  //返回值:
  //  幂次,=0 表示常量, =1 表示长度, = 2表示长度*长度,以此类推
  int GetPower(CPDSFormulaItemList& listFormulaItem);

  //计算结果
  //特别说明:
  //  调用本函数之前,要将设置m_listFormulaItem链表,将人体尺寸的实际值设置到m_dConstNumber中,切记!!!
  //返回值:
  //  如果this是长度公式,那么返回值表示长度,四舍五入后可即为内部长度,如果this是角度公式,那么返回值就是角度
  double CalculateResult(void);
  
  //计算旧公式
  double CalculateOldFormula(void);
  
  //计算新公式
  double CalculateNewFormula(void);
  
  //双目操作符运算
  //参数:
  //  iOperator   操作符
  //  dValue1     第一操作数
  //  dValue2     第二操作数
  //返回值:
  //  结果项(数据公式项)
  CPDSFormulaItem CalculateValue1(int iOperator, double dValue1, double dValue2);
  
  //单目操作符运算
  //参数：
  //  iOperator   操作符
  //  dValue1     第一操作数
  //返回值:
  //  结果项(数据公式项)
  CPDSFormulaItem CalculateValue2(int iOperator, double dValue1);
};

#endif  // PDSFORMULA_H