Python实战项目：手把手教你开发一个简单计算器

Python实战项目：手把手教你开发一个简单计算器

前言

亲爱的读者朋友们，大家好！👋

欢迎回到一如老师的公众号。今天是我们的第四天更新，很高兴能和大家一起深入探索Python的实际应用。理论结合实践是学习编程的最佳方式，今天我们将通过开发一个简单的计算器项目，帮助大家巩固Python基础语法，提升编程思维和实战能力。

无论你是编程初学者，还是有一定经验的开发者，这个项目都将对你有所帮助。准备好了吗？让我们开始吧！🚀

一、项目介绍

1. 项目目标

• 开发一个基于命令行的简易计算器，实现加、减、乘、除四则运算。
• 熟悉Python的基本语法，包括输入输出、条件判断、循环和函数定义。
• 体验项目开发的完整流程，从需求分析到代码实现，再到优化升级。

2. 项目效果展示

运行程序后，用户可以选择运算类型，输入两个数字，程序将输出计算结果。

示例：

欢迎使用简易计算器！
---------------------
请选择运算类型：
1. 加法
2. 减法
3. 乘法
4. 除法
5. 退出程序
请输入你的选择（1/2/3/4/5）：1
请输入第一个数字：10
请输入第二个数字：5
计算结果：10.0 + 5.0 = 15.0

二、开发环境准备

1. 安装Python

请确保您的电脑已安装Python 3.x版本。如果尚未安装，可以前往Python官方网站下载并安装。

2. 选择代码编辑器

推荐使用以下编辑器或IDE：

• Visual Studio Code（推荐）
• PyCharm
• Sublime Text
• Notepad++

3. 安装必备插件（可选）

为提升编码体验，您可以在编辑器中安装Python相关的插件，如代码高亮、自动补全等。

三、项目开发步骤

步骤一：创建项目文件

在您的工作目录下，新建一个名为calculator.py
的Python文件，用于编写代码。

步骤二：设计程序流程

1. 显示运算菜单：提示用户选择运算类型。
2. 获取用户选择：读取用户输入的运算选项。
3. 输入数字：提示用户输入需要计算的两个数字。
4. 执行计算：根据用户选择的运算类型，调用相应的函数进行计算。
5. 显示结果：输出计算结果。
6. 继续或退出：询问用户是否继续进行下一次计算。

步骤三：编写代码

1. 定义运算函数

首先，为每种运算类型定义一个函数，方便代码的组织和复用。

def add(x, y):
    """加法运算"""
    return x + y

def subtract(x, y):
    """减法运算"""
    return x - y

def multiply(x, y):
    """乘法运算"""
    return x * y

def divide(x, y):
    """除法运算"""
    if y != 0:
        return x / y
    else:
        return "错误：除数不能为零！"

2. 主程序流程

def calculator():
    print("欢迎使用简易计算器！")
    print("---------------------")
    while True:
        print("\n请选择运算类型：")
        print("1. 加法")
        print("2. 减法")
        print("3. 乘法")
        print("4. 除法")
        print("5. 退出程序")

        choice = input("请输入你的选择（1/2/3/4/5）：")

        if choice == '5':
            print("感谢使用，再见！")
            break

        if choice in ('1', '2', '3', '4'):
            try:
                num1 = float(input("请输入第一个数字："))
                num2 = float(input("请输入第二个数字："))
            except ValueError:
                print("无效输入！请输入数字。")
                continue

            if choice == '1':
                print(f"计算结果：{num1} + {num2} = {add(num1, num2)}")
            elif choice == '2':
                print(f"计算结果：{num1} - {num2} = {subtract(num1, num2)}")
            elif choice == '3':
                print(f"计算结果：{num1} × {num2} = {multiply(num1, num2)}")
            elif choice == '4':
                result = divide(num1, num2)
                print(f"计算结果：{num1} ÷ {num2} = {result}")
        else:
            print("无效选择！请重新输入。")

3. 运行程序

在文件末尾添加：

if __name__ == "__main__":
    calculator()

完整代码如下：

# calculator.py

def add(x, y):
    """加法运算"""
    return x + y

def subtract(x, y):
    """减法运算"""
    return x - y

def multiply(x, y):
    """乘法运算"""
    return x * y

def divide(x, y):
    """除法运算"""
    if y != 0:
        return x / y
    else:
        return "错误：除数不能为零！"

def calculator():
    print("欢迎使用简易计算器！")
    print("---------------------")
    while True:
        print("\n请选择运算类型：")
        print("1. 加法")
        print("2. 减法")
        print("3. 乘法")
        print("4. 除法")
        print("5. 退出程序")

        choice = input("请输入你的选择（1/2/3/4/5）：")

        if choice == '5':
            print("感谢使用，再见！")
            break

        if choice in ('1', '2', '3', '4'):
            try:
                num1 = float(input("请输入第一个数字："))
                num2 = float(input("请输入第二个数字："))
            except ValueError:
                print("无效输入！请输入数字。")
                continue

            if choice == '1':
                print(f"计算结果：{num1} + {num2} = {add(num1, num2)}")
            elif choice == '2':
                print(f"计算结果：{num1} - {num2} = {subtract(num1, num2)}")
            elif choice == '3':
                print(f"计算结果：{num1} × {num2} = {multiply(num1, num2)}")
            elif choice == '4':
                result = divide(num1, num2)
                print(f"计算结果：{num1} ÷ {num2} = {result}")
        else:
            print("无效选择！请重新输入。")

if __name__ == "__main__":
    calculator()

四、代码解析

1. 函数定义

• add(x, y)：返回两个数的和。
• subtract(x, y)：返回两个数的差。
• multiply(x, y)：返回两个数的积。
• divide(x, y)：返回两个数的商，并检查除数是否为零。

2. 主程序逻辑

• 循环结构：使用while True
  实现程序的持续运行，直到用户选择退出。
• 用户输入：通过input()
  函数获取用户的选择和输入的数字。
• 异常处理：使用try...except
  捕获用户输入非数字的情况，避免程序崩溃。
• 条件判断：根据用户的选择，调用相应的函数进行计算。

3. 入口判断

• 使用if __name__ == "__main__":
  确保程序作为主程序运行时，才调用calculator()
  函数。

五、项目优化与扩展

1. 增加运算功能

• 幂运算：计算某数的n次方。
• 取余运算：计算两个数相除的余数。

示例：

def power(x, y):
    """幂运算"""
    return x ** y

def mod(x, y):
    """取余运算"""
    return x % y

2. 引入模块化

• 将运算函数和主程序分离，便于代码的复用和管理。

3. 添加错误日志

• 使用logging
  模块，将错误信息记录到日志文件中，便于调试。

4. 图形用户界面（GUI）

• 使用tkinter
  库，开发一个具有图形界面的计算器，提升用户体验。

六、实践练习

任务：

• 完成并运行上述代码，确保理解每一行的作用。
• 尝试添加新的运算功能，如求平方根、百分比等。
• 优化用户交互，使提示信息更友好，程序更健壮。

思考：

• 如何处理用户连续输入错误的情况？
• 如何让程序支持更多的数学运算，而不使代码过于冗长？

七、加入我们的知识星球！

为了帮助大家更深入地学习编程和设计，我们专门创建了**「一如老师的编程与设计星球」**。在这里，你将获得：

• 独家学习资料：包括教程、源码、笔记等。
• 答疑解惑：一对一解决你的学习问题。
• 项目实战：参与真实项目，提升实战能力。
• 职业指导：提供就业、面试等方面的建议。

扫码立即加入，与更多志同道合的伙伴一起成长！

八、期待你的反馈！

如果你在实践过程中遇到任何问题，或者有好的建议和想法，欢迎在下方留言。我会尽快回复你的疑问。

九、加入我们的学习群！

为了更好地交流和学习，欢迎大家加入**「一如老师编程设计交流中心」**，与更多志同道合的朋友一起进步！

• QQ群号：123456789
• 微信群：扫描下方二维码加入

• 

十、下期预告

下一期，我们将开始MySQL基础教程（一）：数据库概念与安装，带你进入数据库的世界，敬请期待！

版权声明

本文为原创内容，转载请注明出处。