#include <iostream> //für hauptoperatoren wie cin cout
#include <cstdlib> //für system(pause)
#include <locale> // für umlaute
#include <complex> //für komplexe Zahlen
#include <cmath> //für trigonometrie, hyperbolische, exponentiale, logarithmische, u. A.
#include <string>
#include <vector>
#include <stdlib.h> //für strtod()
using namespace std;



unsigned position;
char buffer[1000];
int klammern = 0;  //für das zählen der Klammern. Wenn am Ende 0, dann wurden alle Klammern geschlossen bzw. geöffnet.
char err_zeiger[1000];

#define PI 3.14159265


void leerzeichenentfernen();

class Calculator
{
public:
void Run();

protected:
void error();
void error_nulldiv();
void error_zeichen();
double list();
double expr();
double num();
void error_zeiger();

};


void Calculator::error()
{
    Calculator::error_zeiger();
    cerr << "\nSyntaxfehler beim " << position + 1 << " Zeichen\n"
        << "Unbekannter Fehler.\n";
    system("pause");
    goto: punkt;
    //exit(1);
}

void Calculator::error_nulldiv()
{
    Calculator::error_zeiger();
    cerr << "\nSyntaxfehler beim " << position << " Zeichen\n"
        << "Es kann nicht durch 0 geteilt werden.\n";
    system("pause");
    goto: punkt;
    //exit(1);
}

void Calculator::error_zeichen()
{
    Calculator::error_zeiger();
    cerr << "\nSyntaxfehler beim " << position + 1 << " Zeichen\n"
        << "Es wurde eine Zahl erwartet\n";
    system("pause");
    goto: punkt;
    //exit(1);

}

void Calculator::error_zeiger(){
    for(int i=0; i>position; i++)
        err_zeiger[i+9] = '_';
    err_zeiger[position+9] = 'I';
    cout << err_zeiger << "\n";
}


double Calculator::list()
{
 double a = expr(), b;
 if(buffer[position] == '+') {
     position++;
   b = list();
   return a + b;
  }
 else if(buffer[position] == '-') {
     position++;
   b = list();
   return a - b;
 }
 else if(buffer[position] && buffer[position] != ')')
//      Lookhead ist eine schließende Klammer.
//      Falls der Zähler klammern Null ist liegt ein Syntaxfehler vor.
 if(!klammern)
  error();
 else
  error();
    return a;

}

double Calculator::expr()
{
    double a, b;

  if(buffer[position] == '(') {
        klammern++; //bei nächsterklammerebene wird klammern erhöht
    position++;
    a = list();

    if(buffer[position] != ')')
     error();
    klammern--; //bei geschlossener klammer wird klammern erniedrigt.
    position++;
   }
    else
   a = num();

    if(buffer[position] == '*') {
   position++;
   b = expr();
   return a * b;
  }
    else if(buffer[position] == '/') {
   position++;
   b = expr();
     if(b != 0)
        return a / b;
     else
        error_nulldiv();
  }
 return a;
}

double Calculator::num()
{
        char *endptr;
        double a = strtod(&buffer[position], &endptr); //strtod analyisert die Zahlen
        unsigned len = (unsigned) (endptr - &buffer[position]);

                if(!len) //wenn len = 0 dann wurde mit strtod keine fließkommazaheln aus dem eingangsbuffer gelesen
                error_zeichen();
                position += len;
                return a;

}


void leerzeichenentfernen(){
    register unsigned i = 0, j = 0;         //zeiger i und j
    while(buffer[i]){           //geht eingabe durch
        if(isspace(buffer[i]))      //wenn buffer[i] leerzeichen ist i erhöhen
            i++;
        else if(i != j)     //damit sind i und j nichtmehr gleich
            buffer[j++] = buffer[i++]; //beide zeiger wandern 1 weiter. und dass leerzeichen eliminiert.--> speicheroptimierung
        else {
            i++;
            j++;
        }
    }
    buffer[j] = '\0';
}



void Calculator::Run()
{
        cout << "\nEingabe: ";
        cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
        leerzeichenentfernen();
        position = 0;
        klammern = 0;
        cout << "Ergebniss: " << buffer << " = " << list() << endl;


}

void rechnen(){

}

int main(){
    cout <<"Copyright(c) 2013" << endl;

    punkt:
    int eingabe;
    cout << "\n->Rechnen(1)\n->Beenden(2)\n";
    cin >> eingabe;
    cin.ignore();


    switch(eingabe){
    case 1 :
        Calculator calculator;
        calculator.Run();
        goto punkt;

    case 2 :
        cout << endl << "Bye!" << endl;
    break;
        }


        system("Pause");
        return 0;
}