如何用python写四则运算计算器

用Python写四则运算计算器的步骤详解

使用Python编写四则运算计算器的基本步骤包括：定义基本运算函数、获取用户输入、执行运算并输出结果。 接下来，我们将详细介绍如何实现这一过程，并探讨代码的各个部分。

一、定义基本运算函数

在编写一个四则运算计算器时，首先需要定义四个基本运算函数：加法、减法、乘法和除法。每个函数将接收两个参数，并返回相应的计算结果。

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:
        raise ValueError("除数不能为零！")
    return x / y

在这些函数中，加法函数 add 和 减法函数 subtract 比较简单，直接返回两个参数的和或差。乘法函数 multiply 则将两个参数相乘。除法函数 divide 需要特别注意除数不能为零的情况，因此我们在函数中加入了错误处理。

二、获取用户输入

下一步是获取用户输入。我们需要从用户那里获取操作符以及两个操作数。为了简化输入处理，可以使用 input 函数。

def get_input():
    try:
        num1 = float(input("请输入第一个数字: "))
        num2 = float(input("请输入第二个数字: "))
        operator = input("请输入操作符 (+, -, *, /): ")
        return num1, num2, operator
    except ValueError:
        raise ValueError("输入无效，请输入有效的数字和操作符。")

在这个函数中，我们使用 float 将用户输入转换为浮点数，并捕获可能的 ValueError 异常。

三、执行运算并输出结果

最后一步是根据用户输入的操作符选择相应的运算函数，并输出计算结果。

def calculate():
    num1, num2, operator = get_input()
    if operator == '+':
        result = add(num1, num2)
    elif operator == '-':
        result = subtract(num1, num2)
    elif operator == '*':
        result = multiply(num1, num2)
    elif operator == '/':
        result = divide(num1, num2)
    else:
        raise ValueError("无效的操作符！")
    print(f"结果: {num1} {operator} {num2} = {result}")
if __name__ == "__main__":
    while True:
        try:
            calculate()
        except ValueError as e:
            print(e)
        again = input("是否继续计算？(y/n): ")
        if again.lower() != 'y':
            break

在 calculate 函数中，首先调用 get_input 获取用户输入，然后根据操作符选择相应的运算函数并输出结果。我们还通过一个 while 循环来允许用户多次进行计算，并在每次计算后询问用户是否要继续。

四、错误处理和改进

为了使我们的计算器更加健壮，我们需要添加更多的错误处理。比如，我们可以在输入操作数时检查是否为数字，并在输入操作符时检查是否为有效的操作符。

def get_input():
    while True:
        try:
            num1 = float(input("请输入第一个数字: "))
            num2 = float(input("请输入第二个数字: "))
            operator = input("请输入操作符 (+, -, *, /): ")
            if operator not in ['+', '-', '*', '/']:
                raise ValueError("无效的操作符，请重新输入。")
            return num1, num2, operator
        except ValueError as e:
            print(e)

通过这种方式，我们确保用户输入的数据是有效的，并在出现错误时给出具体的错误信息。

五、扩展功能

我们可以进一步扩展这个计算器，使其支持更多功能，例如：

支持括号运算：通过解析数学表达式来支持括号运算。
支持幂运算和开方运算：增加幂运算和开方运算函数。
支持历史记录：保存用户的计算历史，并允许用户查看。

支持括号运算

为了支持括号运算，可以使用 eval 函数，尽管 eval 存在安全性问题，但对于本地计算器来说是一个简单的解决方案。

def calculate():
    expression = input("请输入数学表达式 (支持 +, -, *, /, () 运算): ")
    try:
        result = eval(expression)
        print(f"结果: {expression} = {result}")
    except Exception as e:
        print(f"错误: {e}")

支持幂运算和开方运算

增加幂运算和开方运算函数，并在 calculate 函数中处理对应的操作符。

import math
def power(x, y):
    return x  y
def sqrt(x):
    return math.sqrt(x)
def calculate():
    num1, num2, operator = get_input()
    if operator == '+':
        result = add(num1, num2)
    elif operator == '-':
        result = subtract(num1, num2)
    elif operator == '*':
        result = multiply(num1, num2)
    elif operator == '/':
        result = divide(num1, num2)
    elif operator == '':
        result = power(num1, num2)
    elif operator == 'sqrt':
        result = sqrt(num1)
    else:
        raise ValueError("无效的操作符！")
    print(f"结果: {num1} {operator} {num2} = {result}")

支持历史记录

可以使用一个列表来保存计算历史，并提供一个函数来查看历史记录。

history = []
def calculate():
    num1, num2, operator = get_input()
    if operator == '+':
        result = add(num1, num2)
    elif operator == '-':
        result = subtract(num1, num2)
    elif operator == '*':
        result = multiply(num1, num2)
    elif operator == '/':
        result = divide(num1, num2)
    else:
        raise ValueError("无效的操作符！")
    history.append(f"{num1} {operator} {num2} = {result}")
    print(f"结果: {num1} {operator} {num2} = {result}")
def view_history():
    if not history:
        print("没有历史记录。")
    else:
        for record in history:
            print(record)
if __name__ == "__main__":
    while True:
        action = input("选择操作: 1.计算 2.查看历史记录 3.退出: ")
        if action == '1':
            try:
                calculate()
            except ValueError as e:
                print(e)
        elif action == '2':
            view_history()
        elif action == '3':
            break
        else:
            print("无效的选择，请重新输入。")

通过这些步骤，我们已经完成了一个功能丰富且健壮的四则运算计算器。您可以根据需要进一步扩展和修改这些功能，以满足特定的需求。