PAT 基礎編程題解：分支結構實現簡易計算器

題目需求

讀入兩個整數與一個運算符（+、-、*、/、%），輸出運算結果。除法為整數除法，取模為整數取模。運算符非法輸出 "ERROR"。

核心邏輯：switch 分支選擇

#include <stdio.h>

int main() {
    int m, n;
    char op;
    scanf("%d %c %d", &m, &op, &n);  // 格式化讀取，自動跳過空白

    printf("m = %d\nop : %c\nn = %d\n", m, op, n);  // 題目要求回顯輸入

    switch (op) {
        case '+': printf("%d\n", m + n); break;
        case '-': printf("%d\n", m - n); break;
        case '*': printf("%d\n", m * n); break;
        case '/': printf("%d\n", m / n); break;  // 整數除法，截斷向零
        case '%': printf("%d\n", m % n); break;  // 取模，符號同被除數
        default:  printf("ERROR\n");
    }
    return 0;
}

關鍵細節與陷阱

進階優化：錯誤處理與擴展性

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

typedef enum { OK, ERR_DIV_ZERO, ERR_OVERFLOW, ERR_INVALID_OP } CalcStatus;

CalcStatus calculate(int a, int b, char op, long long *result) {
    switch (op) {
        case '+':
            if ((b > 0 && a > LLONG_MAX - b) || (b < 0 && a < LLONG_MIN - b))
                return ERR_OVERFLOW;
            *result = (long long)a + b;
            break;
        case '-':
            if ((b < 0 && a > LLONG_MAX + b) || (b > 0 && a < LLONG_MIN + b))
                return ERR_OVERFLOW;
            *result = (long long)a - b;
            break;
        case '*':
            if (a != 0 && llabs(b) > LLONG_MAX / llabs(a)) return ERR_OVERFLOW;
            *result = (long long)a * b;
            break;
        case '/':
            if (b == 0) return ERR_DIV_ZERO;
            *result = a / b;
            break;
        case '%':
            if (b == 0) return ERR_DIV_ZERO;
            *result = a % b;
            break;
        default:
            return ERR_INVALID_OP;
    }
    return OK;
}

int main() {
    int m, n; char op;
    if (scanf("%d %c %d", &m, &op, &n) != 3) return 1;

    printf("m = %d\nop : %c\nn = %d\n", m, op, n);

    long long result;
    switch (calculate(m, n, op, &result)) {
        case OK: printf("%lld\n", result); break;
        case ERR_DIV_ZERO: printf("ERROR: Division by zero\n"); break;
        case ERR_OVERFLOW: printf("ERROR: Integer overflow\n"); break;
        default: printf("ERROR\n");
    }
    return 0;
}

測試用例

總結

本題考察 scanf 格式化輸入、switch 多分支、整數運算語義。工程化時需關注除零保護、溢出檢測、錯誤碼設計、類型擴展。掌握 long long 配合 LLONG_MAX 的溢出判斷模式，是編寫健壯數值計算代碼的基本功。