Python实用开发项目案例01 -- 计算器应用程序

sergiojune

发布于 2025-04-16 05:59:04

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在编程学习的道路上，实践项目是提升能力的最佳途径。

今天，我想与大家分享一个适合Python初学者的实用小项目——使用Tkinter库构建一个简易计算器应用。

这个项目不仅能帮助巩固Python基础知识，还能了解图形界面编程的基本概念。

项目概述

支持基本的四则运算（加、减、乘、除）
包含完整的数字键盘与运算符按钮
清晰的显示界面与直观的用户交互
错误处理机制，特别是除零错误提示

技术要点解析

Tkinter简介

Tkinter是Python的标准GUI（图形用户界面）库，它为Python应用程序提供了一种简单而强大的方式来创建图形界面。作为Python标准库的一部分，它无需额外安装，使用起来也相对简单。

面向对象编程

本项目采用面向对象的方式组织代码，通过创建一个Calculator类来封装所有相关功能：

界面设计：分离显示区域和按钮区域的创建逻辑
事件处理：通过不同的方法处理各类按钮点击事件
状态管理：维护计算器的当前输入、存储值和运算符状态

核心功能实现

计算器的核心功能主要通过以下几个方法实现：

输入处理：处理数字和小数点的输入，确保格式正确
运算逻辑：实现四则运算的基本逻辑，支持连续计算
显示更新：实时更新界面显示，反映当前状态
错误处理：捕获并处理可能出现的错误，如除以零

代码剖析

初始化与UI创建

计算器的初始化过程设置了基本窗口属性和初始变量，并调用方法创建UI组件：

def __init__(self, root):
    self.root = root
    self.root.title("简易计算器")
    self.root.geometry("300x400")
    
    # 初始化计算变量
    self.current_input = "0"
    self.stored_value = None
    self.operator = None
    self.reset_input = False
    
    # 创建UI元素
    self.create_display()
    self.create_buttons()

事件处理

按钮点击事件的处理是计算器功能的核心：

def on_button_click(self, button_text):
    if button_text.isdigit() or button_text == ".":
        self.handle_digit(button_text)
    elif button_text == "C":
        self.handle_clear()
    elif button_text in ["+", "-", "*", "/"]:
        self.handle_operator(button_text)
    elif button_text == "=":
        self.handle_equals()

    self.update_display()

计算逻辑

计算方法实现了基本的四则运算，并包含了错误处理机制：

def calculate(self):
    try:
        current = float(self.current_input)
        if self.operator == "+":
            result = self.stored_value + current
        elif self.operator == "-":
            result = self.stored_value - current
        elif self.operator == "*":
            result = self.stored_value * current
        elif self.operator == "/":
            result = self.stored_value / current

        self.current_input = str(result)
        self.stored_value = result
        self.reset_input = True
    except ZeroDivisionError:
        self.current_input = "错误"
        self.reset_input = True

项目界面

完整代码示例

以下是完整的计算器实现代码：

# -*- coding: utf-8 -*-
import tkinter as tk
from tkinter import font


class Calculator:
    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("简易计算器")  # 这里使用了中文字符
        self.root.geometry("300x400")

        # 初始化计算变量
        self.current_input = "0"
        self.stored_value = None
        self.operator = None
        self.reset_input = False

        # 创建UI元素
        self.create_display()
        self.create_buttons()

    def create_display(self):
        # 显示区域
        display_frame = tk.Frame(self.root, height=100)
        display_frame.pack(expand=True, fill="both")

        # 使用更大的字体
        custom_font = font.Font(size=24)

        self.display = tk.Label(
            display_frame,
            text=self.current_input,
            anchor="e",
            padx=10,
            font=custom_font,
            bg="#f0f0f0"
        )
        self.display.pack(expand=True, fill="both")

    def create_buttons(self):
        # 按钮布局
        buttons = [
            ["7", "8", "9", "/"],
            ["4", "5", "6", "*"],
            ["1", "2", "3", "-"],
            ["0", ".", "C", "+"],
            ["="]
        ]

        button_frame = tk.Frame(self.root)
        button_frame.pack(expand=True, fill="both")

        # 创建按钮
        for row in buttons:
            row_frame = tk.Frame(button_frame)
            row_frame.pack(expand=True, fill="both")

            for btn_text in row:
                btn = tk.Button(
                    row_frame,
                    text=btn_text,
                    command=lambda t=btn_text: self.on_button_click(t),
                    font=font.Font(size=18),
                    relief="groove",
                    borderwidth=1
                )
                btn.pack(side="left", expand=True, fill="both", padx=2, pady=2)

    def on_button_click(self, button_text):
        if button_text.isdigit() or button_text == ".":
            self.handle_digit(button_text)
        elif button_text == "C":
            self.handle_clear()
        elif button_text in ["+", "-", "*", "/"]:
            self.handle_operator(button_text)
        elif button_text == "=":
            self.handle_equals()

        self.update_display()

    def handle_digit(self, digit):
        if self.current_input == "0"or self.reset_input:
            self.current_input = digit
            self.reset_input = False
        else:
            if digit == "."and"."in self.current_input:
                return
            self.current_input += digit

    def handle_clear(self):
        self.current_input = "0"
        self.stored_value = None
        self.operator = None

    def handle_operator(self, op):
        if self.operator andnot self.reset_input:
            self.calculate()

        self.stored_value = float(self.current_input)
        self.operator = op
        self.reset_input = True

    def handle_equals(self):
        if self.operator andnot self.reset_input:
            self.calculate()
            self.operator = None

    def calculate(self):
        try:
            current = float(self.current_input)
            if self.operator == "+":
                result = self.stored_value + current
            elif self.operator == "-":
                result = self.stored_value - current
            elif self.operator == "*":
                result = self.stored_value * current
            elif self.operator == "/":
                result = self.stored_value / current

            self.current_input = str(result)
            self.stored_value = result
            self.reset_input = True
        except ZeroDivisionError:
            self.current_input = "错误"
            self.reset_input = True

    def update_display(self):
        self.display.config(text=self.current_input)


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = Calculator(root)
    root.mainloop()