Задача 5

Описание

Разработать консольную утилиту calculator, которая позволяет вычислять арифметические выражения для целых чисел произвольной длины.

Операции

Необходимо поддержать следующие операции:

• Сложение
• Вычитание
• Умножение
• Optional

  Целочисленное деление

Нотации

Выражение может быть представлено в обратной польской нотации (поддержка обязательна) и инфиксной нотации (поддержка опциональна).

Утилита должна обрабатывать следующие аргументы командной строки для выбора нотации:

• --revpol — выражение вводится в обратной польской нотации
  • В этом случае предполагается, что числа с числами, числа с операторами, операторы с числами, разделены пробелами, выражение вводится без скобок.
• Optional

  `--infix` — выражение вводится в инфиксной форме

  • В этом случае не предполагается обязательное разделение пробелами. Также в записи выражения могут участвовать скобки.

Требования к реализации

• Выражение, которое необходимо вычислить, подаётся на стандартный поток ввода
• Хранение чисел должно быть реализовано на связных списках
  • В узлах списка можно хранить биты, байты, uint32_t, uint64_t
• Должны быть реализованы отрицательные числа
  • способ на усмотрение автора
  • отрицательные числа начинаются с минуса после которого сразу следуют цифры
  • таким образом, вычитание возможно двумя способами:
    • 10 4 -
    • 10 -4 +
  • Optional

    в инфиксной нотации отрицательное число находится в скобках

    • `10 + (-4)`
    • `(-4) * 5`
    • `10 + ((-4) * 5)`
• Optional

  При выполнении целочисленного деления ответ должен совпадать с результатом, полученным следующими вычислениями:

  1. Необходимо разделить `p` на `q`
  2. При выполнении обычного деления будет получена дробь `p/q`
  3. Результатом будет округление получившейся дроби вниз до ближайшего целого числа, иными словами `floor((double)p / q)`

  Примеры:

  • `-1 2 /`
    Ответ: `-1`
  • `2 -3 /`
    Ответ: `-1`
  • `2 3 /`
    Ответ: `0`

Сценарии и коды возврата

При различных сценариях программа должна завершаться с разными кодами возврата, а также информировать пользователя о некорректности ввода, в том числе в случае отсутствия одного из указанных аргументов или присутствия «мусора».

• При корректном входе приложение должно выводить результат вычисления выражения в стандартный поток вывода и завершаться с кодом возврата 0;

• При некорректной передаче аргументов командной строки приложение должно вывести соответствующее сообщение об ошибке в стандартный поток ошибок и завершиться с кодом 1;

• В случае если приложение не поддерживает инфиксную нотацию, при аргументах командной строки --infix, приложение должно вывести соответствующее сообщение в стандартный поток ошибок и завершиться с кодом 2;

• В случае если приложение не поддерживает целочисленное деление, а выражение присутствует такая операция, приложение должно вывести соответствующее сообщение в стандартный поток ошибок и завершиться с кодом 3;

• Если при разборе структуры выражения или его вычисления возникли ошибки, необходимо вывести понятное сообщение о сути проблемы в стандартный поток ошибок и завершить программу с кодом возврата 4;

• Во всех остальных случаях программа должна завершиться с кодом 5.

Примеры:

• Запуск: calculator --revpol
  stdin: 6 4 - 7 *
  stdout: 14
  Код возврата: 0

• Запуск: calculator --revpol
  stdin: 10 -4 + 7 -
  stdout: -1
  Код возврата: 0

• Запуск: calculator --revpoch
  stderr: Invalid command line arguments
  Код возврата: 1

• Запуск: calculator --infix
  stderr: Unsupported notation
  Код возврата: 2

• Запуск: calculator --revpol
  stdin: 3 a + 7 *
  stderr: Invalid character at position 3
  Код возврата: 4

• Запуск: calculator --revpol
  stdin: 3 (-4) + 7 *
  stderr: Invalid character at position 3
  Код возврата: 4

• Запуск: calculator --revpol
  stdin: 3 4 + 7 /
  stderr: Unsupported operation
  Код возврата: 3

• Запуск: calculator --revpol
  stdin: 10 -4 + 7 8
  stderr: Operation symbol is missed
  Код возврата: 4

Optional

• Запуск: `calculator --revpol`
  stdin: `10 -4 + 7 /`
  stdout: `0`
  Код возврата: `0`


• Запуск: `calculator --infix`
  stdin: `(3 + 4) * 7`
  stdout: `49`
  Код возврата: `0`


• Запуск: `calculator --infix`
  stdin: `(10 + (-4)) / 7`
  stdout: `0`
  Код возврата: `0`


• Запуск: `calculator`
  stderr: `Invalid command line arguments`
  Код возврата: `1`