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逆ポーランド記法のアルゴリズム(Xcodeでswiftを使った電卓アプリ作り)No.1 備忘録

swiftでの逆ポーランド記法を調べても出てこなかったため投稿します。
初心者のため間違っている箇所があればコメントしていただけたら幸いです。

環境
Xcode Version 11.0
swift Version 5.0.1

このコードでは括弧、記号の重複、小数点(Double)に対応しています。

また、オートレイアウトやtagの付け方、アプリのアイコンの付け方、launchscreenに画像をつける方法など上げていこうかと思います。

まだ未完成で 0.1+0.1+0.1 などの問題が山積みですが参考にしていただけたら幸いです。

・アプリアイコン
スクリーンショット 2019-12-05 15.45.48.png

・LaunchScreen(起動時待機画面)
スクリーンショット 2019-12-05 15.46.36.png

・計算画面
スクリーンショット 2019-12-05 15.44.44.png

・横にした際の画面
スクリーンショット 2019-12-05 15.48.19.png

calc.swift
//
//  ViewController.swift
//  calc_test
//
//  Created by USER on 2019/11/19.
//  Copyright © 2019 Akidon. All rights reserved.
//

/*
数式 ⇒ 逆ポーランド記法(Reverse Polish Notation)
"5 + 4 - 3"    ⇒ "5 4 3 - +"
"5 + 4 * 3 + 2 / 6" ⇒ "5 4 3 * 2 6 / + +"
"(1 + 4) * (3 + 7) / 5" ⇒ "1 4 + 3 7 + 5 * /" OR "1 4 + 3 7 + * 5 /"
"T ( 5 + 2 )" ⇒ "5 2 + T"

"1000 + 5%" ⇒ "1000 * (100 + 5) / 100"    <<1000の5%増:税込み>> シャープ式
"1000 - 5%" ⇒ "1000 * 100 / (100 + 5)"    <<1000の5%減:税抜き>> シャープ式

"1000 * √2" ⇒ "1000 * (√2)" ⇒ "1000 1.4142 *"        <<ルート対応
*/
//参考フローチャート https://images.app.goo.gl/chKZHfKrDXzptg5i6

// 数式 ⇒ 逆ポーランド記法(Reverse Polish Notation) ⇒ 答え

import UIKit
class ViewController: UIViewController {
    var formulas:[String] = []  //計算式   例えとして "1+2-3*4/5" を使用
                             //formulas = ["1","+","2","-","3","*","4","/","5"]
    var stacks:[String] = [] //逆ポーランドへ変換する際に一時的に四則記号を保持する
                             //stacks = ["+","-","*","/"]  ##最終的には空のリストとなる
    var buffa:[String] = [] //逆ポーランドへ変換した式を保持
                              //buffa = ["1","2","3","4","*","5","/","-","+"]
    var num:String = ""     //formulas[num]を保持
    var formulas_num:String = "" //formulasへ追加する前に数字を組み合わせるための変数
                                  //例えば formulas_num = "1" + "0" → formulas_num = "10"
    var only_formulas:String = "" //式を画面に(Fotmulas.text)に計算式として表示 それ以外の機能は持たない

    var signal_TF = true //記号の重複を防ぐ


//--numが数値かどうかを判断する------------------------------------
//*引用元 https://teratail.com/questions/54252
    func isOnlyNumber(_ str:String) -> Bool {
        let predicate = NSPredicate(format: "SELF MATCHES '\\\\d+'")
        return predicate.evaluate(with: str)
    }

//--数式 ⇒ 逆ポーランド記法(Reverse Polish Notation) へ変換--------
    func Formula_To_Polish(){
        for i in 0..<formulas.count{ //formulas = ["1","+","2"] のリストの要素数分forで回す
            num = formulas[i]

            if isOnlyNumber(num) {              // numが数字ならばbuffaに追加する
                buffa.append(num)

            }else if num == ")"{                // numが ”)” かどうかを判断
                for _ in 0 ..< stacks.firstIndex(of: "(")!{
                    buffa.append(stacks[0])
                    stacks.removeFirst()
                    }

            }else if num == "("{
                stacks.insert("(", at:0)  //stacksのIndex = 0 に追加
            }else{
//--------------stacksが空になるまでループする。------------------
                while true{
                    if stacks.isEmpty{   //stacksが空になったらbreak
                        stacks.insert(num, at: 0)
                        break
                    }else{     //四則演算の優先順位を検査する。 "/" > "*" > "+" = "-" > "("

                        if num == "+" || num == "-"{
                                        //stacksの一番上にある記号をbuffaに追加する。
                            if stacks[0] == "(" { //num == ")"の時にstacks内の "(" が使用される
                                stacks.insert(num, at: 0)
                                break
                            }else{      //numよりstacksの最上位ある記号の方が優先順位が高い
                                buffa.append(stacks[0])
                                stacks.removeFirst()
                            }

                        }else if num == "*"{
                            if stacks[0] == "/"{  //   "/" > "*"
                                buffa.append(stacks[0])
                                stacks.removeFirst()
                            }else{           //stacks[0] == "*" or "+" or "-" の時
                                stacks.insert(num, at: 0)
                                break
                            }

                        }else{         //numが"/"の時ここを通る。
                            stacks.insert(num, at: 0)
                            break
                        }
                    }   // stacksは積み木のように上からnumを入れていき、上から取り出していく
                }
//--------------ループ区間ここまで----------------------

            }
        }//for i in 0..<formulas.count  終わり

        for i in 0 ..< stacks.count{
            if stacks[i] == "(" { //
            }else{
                buffa.append(stacks[i])
            }
        }
    }//func Formula_To_Polish() 終わり


//--逆ポーランド記法(Reverse Polish Notation) ⇒ 答え へ変換---------------
    func Polish_To_Answer(){
        stacks.removeAll()
        for i in 0 ..< buffa.count{ //buffa=["1","2","+"]のリストの要素数分forで回す
            if buffa[i] == "+" || buffa[i] == "-" || buffa[i] == "*" || buffa[i] == "/"{
                switch buffa[i]{ //ifより綺麗にコードを書ける
                case "+":
                    num = String(Double(stacks[1])! + Double(stacks[0])!)
                case "-":
                    num = String(Double(stacks[1])! - Double(stacks[0])!)
                case "*":
                    num = String(Double(stacks[1])! * Double(stacks[0])!)
                case "/":
                    num = String(Double(stacks[1])! / Double(stacks[0])!)
                default:
                    break
                }
                stacks.remove(at:1) //計算で使用した値を消去
                stacks.remove(at:0)
                stacks.insert(num, at: 0)//計算後の値を追加
            }else{       //数値はここを通る
                stacks.insert(buffa[i], at: 0)
            }
        }
        Ans.text = stacks[0] //答えを画面に表示
    }

// -数値を入力--------------------------------------------------------
// "1" = tag 1 , "2" = tag 2 , ....., "0" = tag 0
    @IBAction func Button(_ sender: UIButton) {
        if formulas_num == String(sender.tag) {  //"01"などを防ぐ
        }else{
            //"12340"など数字の組み合わせに対応する
            formulas_num += String(sender.tag)
            only_formulas += String(sender.tag) //計算式を表示するだけ
            Formula.text = only_formulas
            signal_TF = true   //新しい四則演算記号を入力できるようにする
        }
    }

// -四則演算記号を入力--------------------------------------------------
// "+" = tag 100 , "-" = tag 101 , "*" = tag 102 , "/" = tag 103
    @IBAction func Signal(_ sender: UIButton) {
        if signal_TF == true{ //記号の重複に対応 true = 新しい記号を追加できる、false = 追加済み
            signal_TF = false
            if formulas.last == ")"{
            }else{
                formulas.append(formulas_num) //数値を追加
                formulas_num = ""  //次に入力される数値を初期値に戻す
            }
        }else{
            formulas.removeLast() //前追加した演算記号を消去
        }

        switch String(sender.tag){
        case "100":
            only_formulas += "+"
            formulas.append("+")
        case "101":
            only_formulas += "-"
            formulas.append("-")
        case "102":
            only_formulas += "*"
            formulas.append("*")
        case "103":
            only_formulas += "/"
            formulas.append("/")
        default:
            break
        }
        Formula.text = only_formulas //式を表示
    }
// -括弧記号を入力----------------------------------------------------
// "(" = tag 104 ,    ")" = tag 105
    @IBAction func parentheses(_ sender: UIButton) {
        if formulas_num == ""{
        }else{//   (2+3) の時 3 を formulasに追加するために通る
            formulas.append(formulas_num)
            formulas_num = ""
        }
        switch String(sender.tag){
            case "104":
                only_formulas += "("
                formulas.append("(")
            case "105":
                only_formulas += ")"
                formulas.append(")")
            default:
                break
        }
        Formula.text = only_formulas //式を表示
    }

//--イコールを入力された時-----------------------------
    @IBAction func Equal(_ sender: Any) {
        if formulas_num == ""{
        }else{
            formulas.append(formulas_num)
            formulas_num = ""
        }
        Formula_To_Polish()  //計算式から逆ポーランドへ変換する関数
        Polish_To_Answer()   //逆ポーランドから答えを表示する関数

        //for i in 0 ..< buffa.count{
          //  formulas_num += buffa[i]
        //}
    }

//--ACを入力された時---------------------------------
    @IBAction func AllClear(_ sender: Any) {
        formulas.removeAll()
        stacks.removeAll()
        buffa.removeAll()
        num = ""
        formulas_num = ""
        only_formulas = ""
        Formula.text = ""
        Ans.text = "0"
        signal_TF = true
    }

//--小数点を入力された時------------------------------
    @IBAction func decimal_point(_ sender: Any){
        if formulas_num.contains(".") == true{  //小数点の重複を防ぐ
        }else if formulas_num == ""{
            formulas_num = "0."
            only_formulas += "0."
        }else{
            formulas_num += "."
            only_formulas += "."
        }
        Formula.text = only_formulas
    }


    @IBOutlet weak var Formula: UILabel!
    @IBOutlet weak var Ans: UILabel!

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        // Do any additional setup after loading the view.
    }

}

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