如何运用python编写简易计算器

运用Python编写简易计算器，可以通过定义函数、使用条件语句、采用循环结构、结合异常处理来实现。 在这篇文章中，我们将详细探讨如何运用Python编写一个简易计算器。Python作为一种高级编程语言，其语法简单、功能强大，非常适合用来编写各种程序，包括计算器。我们将从基本的四则运算开始，逐步扩展到更复杂的功能。

一、定义基本运算函数

在编写计算器程序时，首先需要定义基本的运算函数。这些函数将执行加法、减法、乘法和除法运算。

加法函数

def add(x, y):
    return x + y

减法函数

def subtract(x, y):
    return x - y

乘法函数

def multiply(x, y):
    return x * y

除法函数

def divide(x, y):
    if y == 0:
        return "Error! Division by zero."
    else:
        return x / y

在上面的代码中，我们定义了四个函数，分别用于执行加法、减法、乘法和除法运算。这些函数都接受两个参数，并返回相应的结果。

二、实现用户输入和选择操作

在定义了基本运算函数之后，我们需要实现用户输入和选择操作。这一步骤包括从用户处获取输入、显示操作选项，并根据用户的选择调用相应的运算函数。

获取用户输入

print("Select operation:")
print("1.Add")
print("2.Subtract")
print("3.Multiply")
print("4.Divide")
choice = input("Enter choice(1/2/3/4):")
num1 = float(input("Enter first number: "))
num2 = float(input("Enter second number: "))

在这段代码中，我们首先打印出操作选项，然后从用户处获取选择和两个操作数。使用input()函数获取用户输入，并使用float()函数将输入转换为浮点数，以便进行运算。

三、使用条件语句执行相应运算

根据用户的选择，我们需要使用条件语句执行相应的运算。这可以通过if-elif-else结构来实现。

if choice == '1':
    print(num1, "+", num2, "=", add(num1, num2))
elif choice == '2':
    print(num1, "-", num2, "=", subtract(num1, num2))
elif choice == '3':
    print(num1, "*", num2, "=", multiply(num1, num2))
elif choice == '4':
    print(num1, "/", num2, "=", divide(num1, num2))
else:
    print("Invalid input")

在这段代码中，根据用户的选择，我们调用相应的运算函数并打印结果。如果用户输入无效的选项，则打印错误消息。

四、使用循环结构和异常处理

为了使计算器更为完善，我们可以使用循环结构使程序持续运行，直到用户选择退出。同时，使用异常处理来捕获和处理可能的错误。

循环结构

while True:
    print("Select operation:")
    print("1.Add")
    print("2.Subtract")
    print("3.Multiply")
    print("4.Divide")
    print("5.Exit")
    choice = input("Enter choice(1/2/3/4/5):")
    if choice == '5':
        print("Exiting the calculator.")
        break
    num1 = float(input("Enter first number: "))
    num2 = float(input("Enter second number: "))
    if choice == '1':
        print(num1, "+", num2, "=", add(num1, num2))
    elif choice == '2':
        print(num1, "-", num2, "=", subtract(num1, num2))
    elif choice == '3':
        print(num1, "*", num2, "=", multiply(num1, num2))
    elif choice == '4':
        print(num1, "/", num2, "=", divide(num1, num2))
    else:
        print("Invalid input")

在这段代码中，我们使用while True循环使程序持续运行，并在用户选择退出时使用break语句跳出循环。这样，用户可以多次执行计算而无需重新启动程序。

异常处理

while True:
    try:
        print("Select operation:")
        print("1.Add")
        print("2.Subtract")
        print("3.Multiply")
        print("4.Divide")
        print("5.Exit")
        choice = input("Enter choice(1/2/3/4/5):")
        if choice == '5':
            print("Exiting the calculator.")
            break
        num1 = float(input("Enter first number: "))
        num2 = float(input("Enter second number: "))
        if choice == '1':
            print(num1, "+", num2, "=", add(num1, num2))
        elif choice == '2':
            print(num1, "-", num2, "=", subtract(num1, num2))
        elif choice == '3':
            print(num1, "*", num2, "=", multiply(num1, num2))
        elif choice == '4':
            print(num1, "/", num2, "=", divide(num1, num2))
        else:
            print("Invalid input")
    except ValueError:
        print("Invalid input! Please enter numeric values.")

在这段代码中，我们使用try-except块来捕获可能的ValueError异常。当用户输入非数字值时，程序将捕获该异常并打印错误消息，而不会崩溃。

五、扩展功能

在实现了基本的计算器功能之后，我们可以进一步扩展计算器的功能，例如增加对指数运算、平方根运算等的支持。

指数运算

def power(x, y):
    return x  y

平方根运算

import math
def sqrt(x):
    return math.sqrt(x)

更新操作选项

while True:
    try:
        print("Select operation:")
        print("1.Add")
        print("2.Subtract")
        print("3.Multiply")
        print("4.Divide")
        print("5.Power")
        print("6.Sqrt")
        print("7.Exit")
        choice = input("Enter choice(1/2/3/4/5/6/7):")
        if choice == '7':
            print("Exiting the calculator.")
            break
        if choice == '6':
            num1 = float(input("Enter number: "))
            print("sqrt(", num1, ") =", sqrt(num1))
        else:
            num1 = float(input("Enter first number: "))
            num2 = float(input("Enter second number: "))
            if choice == '1':
                print(num1, "+", num2, "=", add(num1, num2))
            elif choice == '2':
                print(num1, "-", num2, "=", subtract(num1, num2))
            elif choice == '3':
                print(num1, "*", num2, "=", multiply(num1, num2))
            elif choice == '4':
                print(num1, "/", num2, "=", divide(num1, num2))
            elif choice == '5':
                print(num1, "^", num2, "=", power(num1, num2))
            else:
                print("Invalid input")
    except ValueError:
        print("Invalid input! Please enter numeric values.")

在这段代码中，我们添加了指数运算和平方根运算的支持，并更新了操作选项。用户现在可以选择执行更复杂的运算。

总结

通过本文，我们学习了如何运用Python编写一个简易计算器。我们首先定义了基本的运算函数，然后实现了用户输入和选择操作，使用条件语句执行相应运算。接着，我们使用循环结构和异常处理使程序更为完善，最后扩展了计算器的功能，增加了指数运算和平方根运算的支持。希望这篇文章能对您有所帮助，您可以根据自己的需求进一步扩展和完善这个简易计算器。