多线程计算器

练习题：多线程计算器

题目描述：
设计一个简单的多线程计算器，该计算器能够接收用户输入的算术表达式，然后使用多线程并行计算每个表达式的结果。

功能要求：

1. 用户通过控制台输入算术表达式（只包含加、减、乘、除）。
2. 程序将每个表达式放入队列中，并由多个工作线程并行计算。
3. 每个工作线程计算完一个表达式后，输出结果。
4. 程序能够处理多个用户输入的表达式，直到用户输入特定的停止命令（例如"exit"）。

技术要求：

• 使用Python的threading模块实现多线程。
• 使用queue模块创建任务队列。
• 确保线程安全地从队列中获取任务。

参考答案：

import threading
from queue import Queue

# 定义计算任务的函数
def calculate(expression):
    try:
        result = eval(expression)
        print(f"计算结果：{expression} = {result}")
    except Exception as e:
        print(f"计算错误：{expression}，错误信息：{e}")

# 多线程计算器的主程序
def main():
    input_queue = Queue()
    threads = []

    # 创建并启动多个工作线程
    for _ in range(3):  # 可以根据需要创建不同数量的线程
        thread = threading.Thread(target=worker)
        thread.start()
        threads.append(thread)

    # 用户输入表达式
    while True:
        expr = input("请输入算术表达式（exit退出）：")
        if expr.lower() == 'exit':
            break
        input_queue.put(expr)

    # 关闭队列，不再接受新任务
    input_queue.put(None)  # 使用None作为线程结束的信号

    # 等待所有线程完成工作
    for thread in threads:
        thread.join()

    print("计算完成。")

# 工作线程的函数
def worker():
    while True:
        # 从队列中获取任务，如果队列为空，线程将继续等待
        expr = input_queue.get()
        if expr is None:
            break  # 如果任务是None，则退出循环
        calculate(expr)
        input_queue.task_done()

if __name__ == "__main__":
    main()

在这个练习题中，我们创建了一个简单的多线程计算器。用户可以输入算术表达式，程序将表达式放入队列中，并由多个工作线程并行计算。当用户输入"exit"时，程序将停止接受新的表达式并等待所有线程完成工作。这个练习题可以帮助你理解和练习Python中线程的应用。