如何用python写个计算器

如何用Python写个计算器

用Python编写一个计算器可以通过多种方式实现，包括命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI）。选择合适的开发环境、掌握基本的Python编程知识、了解计算器的核心功能，这些都是编写一个功能完备的计算器的关键。下面将重点介绍如何通过Python编写一个CLI和一个GUI计算器，并对其中的一个GUI计算器进行详细描述。

一、选择开发环境

无论是CLI还是GUI计算器，都需要选择一个合适的开发环境。推荐使用以下几种常见的工具：

Python解释器：Python 3.x版本。
集成开发环境（IDE）：如PyCharm、VS Code等。
第三方库：如tkinter（用于GUI开发），re（用于正则表达式处理）。

选择一个合适的开发环境不仅能提高开发效率，还能减少调试时间。

二、命令行界面（CLI）计算器

1、基本功能

一个简单的CLI计算器通常包含基本的四则运算：加法、减法、乘法和除法。以下是一个简单的CLI计算器的示例代码：

def add(x, y):
    return x + y
def subtract(x, y):
    return x - y
def multiply(x, y):
    return x * y
def divide(x, y):
    if y == 0:
        return "Error! Division by zero."
    return x / y
def main():
    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 in ('1', '2', '3', '4'):
            num1 = float(input("Enter first number: "))
            num2 = float(input("Enter second number: "))
            if choice == '1':
                print(f"{num1} + {num2} = {add(num1, num2)}")
            elif choice == '2':
                print(f"{num1} - {num2} = {subtract(num1, num2)}")
            elif choice == '3':
                print(f"{num1} * {num2} = {multiply(num1, num2)}")
            elif choice == '4':
                print(f"{num1} / {num2} = {divide(num1, num2)}")
        elif choice == '5':
            print("Exiting...")
            break
        else:
            print("Invalid Input")
if __name__ == "__main__":
    main()

2、扩展功能

在基本功能的基础上，可以增加以下扩展功能：

支持更多运算符：如幂运算、取模运算等。
表达式计算：支持用户输入复杂的数学表达式。
历史记录：记录用户的操作历史，方便查询。

以下是增加表达式计算功能的示例代码：

import re
def evaluate_expression(expression):
    try:
        result = eval(expression)
        return result
    except Exception as e:
        return f"Error: {str(e)}"
def main():
    while True:
        expression = input("Enter expression (or type 'exit' to quit): ")
        if expression.lower() == 'exit':
            print("Exiting...")
            break
        result = evaluate_expression(expression)
        print(f"Result: {result}")
if __name__ == "__main__":
    main()

三、图形用户界面（GUI）计算器

1、选择GUI库

Python提供了多种GUI库，如tkinter、PyQt、wxPython等。tkinter 是Python的标准GUI库，简单易用，适合作为初学者的首选。

2、实现基本功能

以下是使用tkinter实现一个简单GUI计算器的示例代码：

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
def click(event):
    text = event.widget.cget("text")
    if text == "=":
        try:
            result = eval(screen.get())
            screen.set(result)
        except Exception as e:
            screen.set("Error")
            messagebox.showerror("Error", f"Invalid input: {str(e)}")
    elif text == "C":
        screen.set("")
    else:
        screen.set(screen.get() + text)
root = tk.Tk()
root.geometry("400x600")
root.title("Calculator")
screen = tk.StringVar()
entry = tk.Entry(root, textvar=screen, font="lucida 20 bold")
entry.pack(fill="both", ipadx=8, pady=10)
buttons = [
    '7', '8', '9', '/',
    '4', '5', '6', '*',
    '1', '2', '3', '-',
    '0', '.', '=', '+',
    'C'
]
for i in range(5):
    frame = tk.Frame(root)
    frame.pack()
    for j in range(4):
        btn_text = buttons.pop(0) if buttons else ""
        button = tk.Button(frame, text=btn_text, font="lucida 15 bold")
        button.pack(side=tk.LEFT, fill="both", expand=True, padx=5, pady=5)
        button.bind("<Button-1>", click)
root.mainloop()

3、扩展功能

在基本功能基础上，GUI计算器可以增加以下扩展功能：

高级数学运算：如三角函数、对数函数等。
自定义皮肤：更改计算器的界面风格。
历史记录：显示用户的操作历史。

以下是增加高级数学运算功能的示例代码：

import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
import math
def click(event):
    text = event.widget.cget("text")
    if text == "=":
        try:
            result = eval(screen.get())
            screen.set(result)
        except Exception as e:
            screen.set("Error")
            messagebox.showerror("Error", f"Invalid input: {str(e)}")
    elif text == "C":
        screen.set("")
    else:
        screen.set(screen.get() + text)
def add_advanced_buttons(frame):
    advanced_buttons = [
        'sin', 'cos', 'tan',
        'log', 'sqrt', '^'
    ]
    for btn_text in advanced_buttons:
        button = tk.Button(frame, text=btn_text, font="lucida 15 bold")
        button.pack(side=tk.LEFT, fill="both", expand=True, padx=5, pady=5)
        button.bind("<Button-1>", advanced_click)
def advanced_click(event):
    text = event.widget.cget("text")
    if text in ('sin', 'cos', 'tan', 'log', 'sqrt'):
        try:
            result = eval(f"math.{text}({screen.get()})")
            screen.set(result)
        except Exception as e:
            screen.set("Error")
            messagebox.showerror("Error", f"Invalid input: {str(e)}")
    elif text == "^":
        screen.set(screen.get() + "")
root = tk.Tk()
root.geometry("400x600")
root.title("Calculator")
screen = tk.StringVar()
entry = tk.Entry(root, textvar=screen, font="lucida 20 bold")
entry.pack(fill="both", ipadx=8, pady=10)
buttons = [
    '7', '8', '9', '/',
    '4', '5', '6', '*',
    '1', '2', '3', '-',
    '0', '.', '=', '+',
    'C'
]
for i in range(5):
    frame = tk.Frame(root)
    frame.pack()
    for j in range(4):
        btn_text = buttons.pop(0) if buttons else ""
        button = tk.Button(frame, text=btn_text, font="lucida 15 bold")
        button.pack(side=tk.LEFT, fill="both", expand=True, padx=5, pady=5)
        button.bind("<Button-1>", click)
advanced_frame = tk.Frame(root)
advanced_frame.pack()
add_advanced_buttons(advanced_frame)
root.mainloop()

四、总结

编写一个Python计算器项目不仅能帮助初学者熟悉基本的Python编程知识，还能提供丰富的实践经验。选择合适的开发环境、掌握基本运算的实现、扩展高级功能，这些都是实现一个功能完备的计算器的关键。通过本文的详细介绍，希望读者能够学会如何用Python编写一个CLI和GUI计算器，并在此基础上进行更多的功能扩展。