完成
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,290 @@
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/*
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calculator.go - 计算器核心逻辑
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实现了基本的四则运算和括号运算功能
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*/
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package calculator
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import (
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"fmt"
|
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"strconv"
|
||||
"strings"
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)
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// Calculator 接口定义了计算器的基本功能
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type Calculator interface {
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Calculate(expression string) (float64, error)
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GetHistory() []HistoryRecord
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||||
ClearHistory()
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||||
}
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// BasicCalculator 基本计算器实现
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type BasicCalculator struct {
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history []HistoryRecord
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}
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// NewCalculator 创建新的计算器实例
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func NewCalculator() Calculator {
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return &BasicCalculator{
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history: make([]HistoryRecord, 0),
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||||
}
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}
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// Calculate 计算数学表达式
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func (c *BasicCalculator) Calculate(expression string) (float64, error) {
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||||
// 清理输入
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expr := strings.ReplaceAll(expression, " ", "")
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if expr == "" {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("表达式不能为空")
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||||
}
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// 验证表达式
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if err := c.validateExpression(expr); err != nil {
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||||
return 0, err
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}
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// 解析和计算
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result, err := c.evaluateExpression(expr)
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||||
if err != nil {
|
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return 0, err
|
||||
}
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// 添加到历史记录
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c.addToHistory(expression, result)
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return result, nil
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}
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// GetHistory 获取计算历史
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func (c *BasicCalculator) GetHistory() []HistoryRecord {
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// 返回历史记录的副本
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history := make([]HistoryRecord, len(c.history))
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copy(history, c.history)
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return history
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}
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// ClearHistory 清空历史记录
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func (c *BasicCalculator) ClearHistory() {
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||||
c.history = make([]HistoryRecord, 0)
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}
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// validateExpression 验证表达式的有效性
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func (c *BasicCalculator) validateExpression(expr string) error {
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if len(expr) == 0 {
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||||
return fmt.Errorf("表达式不能为空")
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||||
}
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||||
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// 检查括号匹配
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parentheses := 0
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for _, char := range expr {
|
||||
switch char {
|
||||
case '(':
|
||||
parentheses++
|
||||
case ')':
|
||||
parentheses--
|
||||
if parentheses < 0 {
|
||||
return fmt.Errorf("括号不匹配")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if parentheses != 0 {
|
||||
return fmt.Errorf("括号不匹配")
|
||||
}
|
||||
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||||
// 检查有效字符
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||||
validChars := "0123456789+-*/.() "
|
||||
for _, char := range expr {
|
||||
if !strings.ContainsRune(validChars, char) {
|
||||
return fmt.Errorf("包含无效字符: %c", char)
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
// 检查连续运算符
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operators := "+-*/"
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||||
for i := 0; i < len(expr)-1; i++ {
|
||||
if strings.ContainsRune(operators, rune(expr[i])) &&
|
||||
strings.ContainsRune(operators, rune(expr[i+1])) {
|
||||
return fmt.Errorf("连续的运算符")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
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||||
// evaluateExpression 计算表达式的值
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||||
func (c *BasicCalculator) evaluateExpression(expr string) (float64, error) {
|
||||
// 处理括号
|
||||
for strings.Contains(expr, "(") {
|
||||
// 找到最内层的括号
|
||||
start := -1
|
||||
for i, char := range expr {
|
||||
if char == '(' {
|
||||
start = i
|
||||
} else if char == ')' {
|
||||
if start == -1 {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("括号不匹配")
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 计算括号内的表达式
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||||
subExpr := expr[start+1 : i]
|
||||
subResult, err := c.evaluateSimpleExpression(subExpr)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return 0, err
|
||||
}
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||||
|
||||
// 替换括号表达式为结果
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||||
expr = expr[:start] + fmt.Sprintf("%g", subResult) + expr[i+1:]
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||||
break
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||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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||||
// 计算简单表达式（无括号）
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||||
return c.evaluateSimpleExpression(expr)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// evaluateSimpleExpression 计算简单表达式（无括号）
|
||||
func (c *BasicCalculator) evaluateSimpleExpression(expr string) (float64, error) {
|
||||
if expr == "" {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("空表达式")
|
||||
}
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||||
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||||
// 解析表达式为标记
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||||
tokens, err := c.tokenize(expr)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return 0, err
|
||||
}
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||||
|
||||
if len(tokens) == 0 {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("空表达式")
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 如果只有一个标记，直接返回数值
|
||||
if len(tokens) == 1 {
|
||||
return strconv.ParseFloat(tokens[0], 64)
|
||||
}
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||||
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||||
// 先处理乘法和除法
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||||
for i := 1; i < len(tokens); i += 2 {
|
||||
if i >= len(tokens) {
|
||||
break
|
||||
}
|
||||
|
||||
operator := tokens[i]
|
||||
if operator == "*" || operator == "/" {
|
||||
left, err := strconv.ParseFloat(tokens[i-1], 64)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("无效的数字: %s", tokens[i-1])
|
||||
}
|
||||
|
||||
right, err := strconv.ParseFloat(tokens[i+1], 64)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("无效的数字: %s", tokens[i+1])
|
||||
}
|
||||
|
||||
var result float64
|
||||
if operator == "*" {
|
||||
result = left * right
|
||||
} else {
|
||||
if right == 0 {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("除零错误")
|
||||
}
|
||||
result = left / right
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 替换三个标记为结果
|
||||
newTokens := make([]string, 0, len(tokens)-2)
|
||||
newTokens = append(newTokens, tokens[:i-1]...)
|
||||
newTokens = append(newTokens, fmt.Sprintf("%g", result))
|
||||
newTokens = append(newTokens, tokens[i+2:]...)
|
||||
tokens = newTokens
|
||||
i -= 2 // 调整索引
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 再处理加法和减法
|
||||
result, err := strconv.ParseFloat(tokens[0], 64)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("无效的数字: %s", tokens[0])
|
||||
}
|
||||
|
||||
for i := 1; i < len(tokens); i += 2 {
|
||||
if i+1 >= len(tokens) {
|
||||
break
|
||||
}
|
||||
|
||||
operator := tokens[i]
|
||||
operand, err := strconv.ParseFloat(tokens[i+1], 64)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return 0, fmt.Errorf("无效的数字: %s", tokens[i+1])
|
||||
}
|
||||
|
||||
switch operator {
|
||||
case "+":
|
||||
result += operand
|
||||
case "-":
|
||||
result -= operand
|
||||
default:
|
||||
return 0, fmt.Errorf("未知的运算符: %s", operator)
|
||||
}
|
||||
}
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||||
|
||||
return result, nil
|
||||
}
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||||
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||||
// tokenize 将表达式分解为标记
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||||
func (c *BasicCalculator) tokenize(expr string) ([]string, error) {
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||||
var tokens []string
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||||
var current strings.Builder
|
||||
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||||
for i, char := range expr {
|
||||
switch char {
|
||||
case '+', '-', '*', '/':
|
||||
// 处理负号
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||||
if char == '-' && (i == 0 || expr[i-1] == '(' || strings.ContainsRune("+-*/", rune(expr[i-1]))) {
|
||||
current.WriteRune(char)
|
||||
continue
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 保存当前数字
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||||
if current.Len() > 0 {
|
||||
tokens = append(tokens, current.String())
|
||||
current.Reset()
|
||||
}
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||||
|
||||
// 保存运算符
|
||||
tokens = append(tokens, string(char))
|
||||
|
||||
case ' ':
|
||||
// 忽略空格
|
||||
continue
|
||||
|
||||
default:
|
||||
// 数字或小数点
|
||||
current.WriteRune(char)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 保存最后的数字
|
||||
if current.Len() > 0 {
|
||||
tokens = append(tokens, current.String())
|
||||
}
|
||||
|
||||
return tokens, nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
// addToHistory 添加计算记录到历史
|
||||
func (c *BasicCalculator) addToHistory(expression string, result float64) {
|
||||
record := HistoryRecord{
|
||||
Expression: expression,
|
||||
Result: result,
|
||||
}
|
||||
c.history = append(c.history, record)
|
||||
|
||||
// 限制历史记录数量
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||||
const maxHistory = 100
|
||||
if len(c.history) > maxHistory {
|
||||
c.history = c.history[len(c.history)-maxHistory:]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
244
golang-learning/10-projects/01-calculator/calculator/history.go
Normal file
244
golang-learning/10-projects/01-calculator/calculator/history.go
Normal file
@@ -0,0 +1,244 @@
|
||||
/*
|
||||
history.go - 历史记录管理
|
||||
定义了历史记录的数据结构和相关功能
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package calculator
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"encoding/json"
|
||||
"fmt"
|
||||
"io/ioutil"
|
||||
"os"
|
||||
"strings"
|
||||
"time"
|
||||
)
|
||||
|
||||
// HistoryRecord 表示一条计算历史记录
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||||
type HistoryRecord struct {
|
||||
Expression string `json:"expression"` // 表达式
|
||||
Result float64 `json:"result"` // 计算结果
|
||||
Timestamp time.Time `json:"timestamp"` // 计算时间
|
||||
}
|
||||
|
||||
// NewHistoryRecord 创建新的历史记录
|
||||
func NewHistoryRecord(expression string, result float64) HistoryRecord {
|
||||
return HistoryRecord{
|
||||
Expression: expression,
|
||||
Result: result,
|
||||
Timestamp: time.Now(),
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// String 返回历史记录的字符串表示
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||||
func (h HistoryRecord) String() string {
|
||||
return fmt.Sprintf("%s = %g (计算时间: %s)",
|
||||
h.Expression,
|
||||
h.Result,
|
||||
h.Timestamp.Format("2006-01-02 15:04:05"))
|
||||
}
|
||||
|
||||
// HistoryManager 历史记录管理器
|
||||
type HistoryManager struct {
|
||||
records []HistoryRecord
|
||||
filePath string
|
||||
maxSize int
|
||||
}
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||||
|
||||
// NewHistoryManager 创建新的历史记录管理器
|
||||
func NewHistoryManager(filePath string, maxSize int) *HistoryManager {
|
||||
return &HistoryManager{
|
||||
records: make([]HistoryRecord, 0),
|
||||
filePath: filePath,
|
||||
maxSize: maxSize,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Add 添加历史记录
|
||||
func (hm *HistoryManager) Add(expression string, result float64) {
|
||||
record := NewHistoryRecord(expression, result)
|
||||
hm.records = append(hm.records, record)
|
||||
|
||||
// 限制历史记录数量
|
||||
if len(hm.records) > hm.maxSize {
|
||||
hm.records = hm.records[len(hm.records)-hm.maxSize:]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// GetAll 获取所有历史记录
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||||
func (hm *HistoryManager) GetAll() []HistoryRecord {
|
||||
// 返回副本以防止外部修改
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||||
records := make([]HistoryRecord, len(hm.records))
|
||||
copy(records, hm.records)
|
||||
return records
|
||||
}
|
||||
|
||||
// GetLast 获取最近的 n 条记录
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||||
func (hm *HistoryManager) GetLast(n int) []HistoryRecord {
|
||||
if n <= 0 {
|
||||
return []HistoryRecord{}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if n >= len(hm.records) {
|
||||
return hm.GetAll()
|
||||
}
|
||||
|
||||
start := len(hm.records) - n
|
||||
records := make([]HistoryRecord, n)
|
||||
copy(records, hm.records[start:])
|
||||
return records
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Clear 清空历史记录
|
||||
func (hm *HistoryManager) Clear() {
|
||||
hm.records = make([]HistoryRecord, 0)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Count 获取历史记录数量
|
||||
func (hm *HistoryManager) Count() int {
|
||||
return len(hm.records)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// SaveToFile 保存历史记录到文件
|
||||
func (hm *HistoryManager) SaveToFile() error {
|
||||
if hm.filePath == "" {
|
||||
return fmt.Errorf("文件路径未设置")
|
||||
}
|
||||
|
||||
data, err := json.MarshalIndent(hm.records, "", " ")
|
||||
if err != nil {
|
||||
return fmt.Errorf("序列化历史记录失败: %v", err)
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = ioutil.WriteFile(hm.filePath, data, 0644)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return fmt.Errorf("写入文件失败: %v", err)
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
// LoadFromFile 从文件加载历史记录
|
||||
func (hm *HistoryManager) LoadFromFile() error {
|
||||
if hm.filePath == "" {
|
||||
return fmt.Errorf("文件路径未设置")
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 检查文件是否存在
|
||||
if _, err := os.Stat(hm.filePath); os.IsNotExist(err) {
|
||||
// 文件不存在，创建空的历史记录
|
||||
hm.records = make([]HistoryRecord, 0)
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
data, err := ioutil.ReadFile(hm.filePath)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return fmt.Errorf("读取文件失败: %v", err)
|
||||
}
|
||||
|
||||
err = json.Unmarshal(data, &hm.records)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return fmt.Errorf("反序列化历史记录失败: %v", err)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 限制历史记录数量
|
||||
if len(hm.records) > hm.maxSize {
|
||||
hm.records = hm.records[len(hm.records)-hm.maxSize:]
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Search 搜索包含指定关键词的历史记录
|
||||
func (hm *HistoryManager) Search(keyword string) []HistoryRecord {
|
||||
var results []HistoryRecord
|
||||
|
||||
for _, record := range hm.records {
|
||||
if contains(record.Expression, keyword) {
|
||||
results = append(results, record)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return results
|
||||
}
|
||||
|
||||
// GetStatistics 获取历史记录统计信息
|
||||
func (hm *HistoryManager) GetStatistics() map[string]interface{} {
|
||||
stats := make(map[string]interface{})
|
||||
|
||||
stats["total_count"] = len(hm.records)
|
||||
|
||||
if len(hm.records) == 0 {
|
||||
return stats
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 统计运算符使用频率
|
||||
operatorCount := make(map[string]int)
|
||||
for _, record := range hm.records {
|
||||
for _, char := range record.Expression {
|
||||
switch char {
|
||||
case '+':
|
||||
operatorCount["addition"]++
|
||||
case '-':
|
||||
operatorCount["subtraction"]++
|
||||
case '*':
|
||||
operatorCount["multiplication"]++
|
||||
case '/':
|
||||
operatorCount["division"]++
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
stats["operator_usage"] = operatorCount
|
||||
|
||||
// 最早和最晚的计算时间
|
||||
if len(hm.records) > 0 {
|
||||
earliest := hm.records[0].Timestamp
|
||||
latest := hm.records[0].Timestamp
|
||||
|
||||
for _, record := range hm.records {
|
||||
if record.Timestamp.Before(earliest) {
|
||||
earliest = record.Timestamp
|
||||
}
|
||||
if record.Timestamp.After(latest) {
|
||||
latest = record.Timestamp
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
stats["earliest_calculation"] = earliest.Format("2006-01-02 15:04:05")
|
||||
stats["latest_calculation"] = latest.Format("2006-01-02 15:04:05")
|
||||
}
|
||||
|
||||
return stats
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ExportToCSV 导出历史记录为 CSV 格式
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||||
func (hm *HistoryManager) ExportToCSV(filePath string) error {
|
||||
var csvContent strings.Builder
|
||||
|
||||
// CSV 头部
|
||||
csvContent.WriteString("Expression,Result,Timestamp\n")
|
||||
|
||||
// 数据行
|
||||
for _, record := range hm.records {
|
||||
csvContent.WriteString(fmt.Sprintf("\"%s\",%g,\"%s\"\n",
|
||||
record.Expression,
|
||||
record.Result,
|
||||
record.Timestamp.Format("2006-01-02 15:04:05")))
|
||||
}
|
||||
|
||||
err := ioutil.WriteFile(filePath, []byte(csvContent.String()), 0644)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return fmt.Errorf("导出 CSV 文件失败: %v", err)
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nil
|
||||
}
|
||||
|
||||
// contains 检查字符串是否包含子字符串（忽略大小写）
|
||||
func contains(s, substr string) bool {
|
||||
return len(s) >= len(substr) &&
|
||||
(substr == "" ||
|
||||
len(s) > 0 &&
|
||||
(s == substr ||
|
||||
strings.Contains(strings.ToLower(s), strings.ToLower(substr))))
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
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