Простой калькулятор на Python
В этой статье мы разберём самый простой калькулятор на языке программирования Python, тут стоит сказать, что эта статья подойдёт совсем новичкам, так как сделаем обычный консольный калькулятор, профессиональным или просто опытным она не нужна.
Ещё можете посмотреть статью «Парсер страниц на Python», тоже очень полезна новичкам.
Консольный калькулятор на Python:
Как говорилось выше, мы сделаем легкий калькулятор на Python, и для этого нам нужно создать только один Python файл, я его назову «main.py».
Внутри него создадим функцию которая будет за всё отвечать, вот примерно так:
То есть мы создаём функцию где происходит вся логика, внутри неё первым делом выводим сообщение, что мы открыли калькулятор.
Потом запускаем бесконечный цикл и в нём даём выбрать действие, тут как обычно, то есть, если выбираем знак плюса, то будем складывать и т.д..
После идёт проверка команд, если выбрать кнопку «q», то выходим из программы, если же это арифметический знак, то вводим два числа, кладём их в переменные в формате числа с плавающей точкой.
Потом проверяем конкретный знак, зависимо от него и делаем действии, выводим на экран, самое интересное это с делением, мы делаем проверку, если делитель, то есть «y», равен нулю то тогда не будем делить.
Последние что осталось это объявить переменную, вот:
Калькулятор
Многие программисты стараются изучать языки программирования с помощью написания достаточно простых программ. Один из вариантов – написание калькулятора. Конечно, можно посчитать в отладчике Python или запустив консоль. Но гораздо лучше написать на python свой калькулятор с графическим интерфейсом.
Считаем в консоле
Чтобы посчитать математические выражения можно запустить консоль. Запустить python. После этого набираем математические выражения и получаем ответ. Для этого даже не надо уметь программировать.
Делаем простой калькулятор
Лучше всего закреплять свои знания по программированию с помощью написания простых программ. Таких приложений можно придумать много – календарь, программа для хранения заметок, получение прогноза погоды.
Можно написать программу, которая делает скриншоты и сохраняет полученные изображения в папку. В любом случае, надо выбрать какое-нибудь не сложное задание, чтобы не закопаться в нем. Потом его можно будет расширить и сделать по-настоящему полезное приложение.
В нашем случае мы разберем, как создать простой графический калькулятор на Python 3. Для реализации графического интерфейса воспользуемся стандартным пакетом Tkinter. Он входит в состав Python 3. Соответственно, если у вас установлен Python, то дополнительно не надо ничего устанавливать.
В первых строках файла calculator.py подключаем библиотечные функции:
Импорт библиотек и исходные данные
Создаем окно приложения — объект Tk с заголовком Calculator. Во вложенном кортеже buttons будут храниться обозначения для кнопок. В список stack будем добавлять введенные числа и операции, которые надо совершить. activeStr предназначен для хранения набираемого числа.
Вычисление результата
Функция calculate получает из списка stack операнды и операцию которую над ними надо произвести. Результат отображается в надписи label. Получать из списка строки будем с помощью метода pop.
Обработка нажатия
В функции click выполняется обработка нажатой клавиши. В качестве ее аргумента передается текст, отображаемый на кнопке, которую нажали. Хотелось бы хранить вводимое значение прямо в надписи, а не создавать для этого отдельную переменную. Но так не получается из-за алгоритма работы. После того как посчитан результат, он записывается в надписи. При попытке после этого начать вводить новое число, оно бы дописывало прежний результат.
В списке с операторами и командами для калькулятора не обязательно их будет 3. Но при обработке с помощью метода pop, будут рассматриваться 3 последних введенных значения. А после проведения расчета список очистится. Далее в него добавляется полученный результат, на случай если пользователь нажмет на калькуляторе клавишу операции сразу, а не будет вводить новое число.
Внешний вид
Теперь займемся оформлением внешнего вида калькулятора и зададим обработку нажатия кнопок. Создаем надпись для вывода набираемых значений и результатов. В цикле создаем кнопки. Расположение кнопок и надписи осуществляется в табличном виде с помощью упаковщика grid. И в завершении запускаем цикл обработки событий mainloop.
У надписи выставлена ширина 35, для того, чтобы оформление кнопок подстраивалось под надпись. И в результате кнопки при этом значении лучше выглядят.
Для того, чтобы кнопки правильно работали, пришлось для каждой из кнопок создать свою функцию с помощью lambda.
По аналогии приведенного кода python калькулятора можно сдель, допустим, календарь. Для этого надо будет запрашивать текущую дату у операционной системы. Открывать нужный месяц, рассчитывать какие числа выпадут на понедельники, какой год високосный. Сделать возможность менять год и месяцы.
Написание простейшего калькулятора в Python 3
Язык программирования Python является отличным инструментом для обработки чисел и математических выражений. На основе этого качества можно создавать полезные программы.
В данном руководстве вам предлагается полезное упражнение: попробуйте написать простую программу командной строки для выполнения вычислений. Итак, в данном руководстве вы научитесь создавать простейший калькулятор в Python 3.
В руководстве используются математические операторы, переменные, условные выражения, функции.
Требования
Для выполнения руководства нужно установить Python 3 на локальную машину и развернуть среду разработки. Все необходимые инструкции можно найти здесь:
1: Строка ввода
Для начала нужно написать строку ввода, с помощью которой пользователи смогут вводить данные для вычислений в калькуляторе.
Для этого используйте встроенную функцию input(), которая принимает сгенерированный пользователем ввод с клавиатуры. В круглых скобках функции input() можно передать строку. Пользовательскому вводу нужно присвоить переменную.
В данной программе пользователь сможет вводить два числа. Запрашивая ввод, нужно добавить пробел в конце строки, чтобы отделить ввод пользователя от строки программы.
number_1 = input(‘Enter your first number: ‘)
number_2 = input(‘Enter your second number: ‘)
Прежде чем запустить программу, сохраните файл. К примеру, назовём программу calculator.py. теперь можно запустить программу в окне терминала в среде разработки с помощью команды:
Программа предложит вам ввести два числа:
Enter your first number: 5
Enter your second number: 7
На данный момент калькулятор принимает любые входные данные, не ограничиваясь числами: слова, символы, пробелы, даже enter. Это происходит потому, что функция input() принимает данные как строки и не знает, что в данном случае нужны только числа.
Чтобы программа могла выполнять математические вычисления, она не должна принимать никаких данных, кроме чисел.
В зависимости от предназначения калькулятора, программа может преобразовывать строки функции input() в целые числа или в числа с плавающей точкой. В данном случае целые числа подходят больше. Функцию input() нужно передать внутри функции int(), чтобы преобразовать ввод в целое число.
Читайте также:
number_1 = int(input(‘Enter your first number: ‘))
number_2 = int(input(‘Enter your second number: ‘))
Теперь попробуйте ввести два целых числа:
Enter your first number: 23
Enter your second number: 674
Все работает без ошибок. Однако если вы введёте символы, пробелы или буквы, программа вернёт ошибку:
Enter your first number: hello
Traceback (most recent call last):
File «testing.py», line 1, in
number_1 = int(input(‘Enter your first number: ‘))
ValueError: invalid literal for int() with base 10: ‘hello’
Итак, вы написали строку для ввода данных в программу.
Примечание: Попробуйте самостоятельно преобразовать входные данные в числа с плавающей точкой.
2: Добавление операторов
Теперь нужно добавить четыре базовых оператора: + (сложение), – (вычитание), * (умножение) и / (деление).
Программу лучше разрабатывать постепенно, чтобы иметь возможность протестировать её на каждом этапе.
Сначала добавьте оператор сложения. Поместите два числа в print, чтобы калькулятор отображал результат.
number_1 = int(input(‘Enter your first number: ‘))
number_2 = int(input(‘Enter your second number: ‘))
print(number_1 + number_2)
Запустите программу и попробуйте сложить два числа:
Enter your first number: 8
Enter your second number: 3
11
Теперь можно немного усложнить программу. Пусть кроме результата калькулятор также отображает числа, введенные пользователем.
number_1 = int(input(‘Enter your first number: ‘))
number_2 = int(input(‘Enter your second number: ‘))
print(‘<> + <> = ‘.format(number_1, number_2))
print(number_1 + number_2)
Снова запустите программу и попробуйте ввести какие-нибудь числа:
Enter your first number: 90
Enter your second number: 717
90 + 717 =
807
Теперь пользователь сможет убедиться, что ввел правильные числа.
На данном этапе можно добавить остальные операторы, используя такой же формат:
3: Добавление условного оператора
Добавьте в начало программы calculator.py небольшое описание с перечнем доступных операций. Выбрав один из операторов, пользователь сообщит программе, что именно ей нужно будет делать.
»’
Please type in the math operation you would like to complete:
+ for addition
— for subtraction
* for multiplication
/ for division
»’
Примечание: На самом деле здесь можно использовать любые символы (например, 1 для сложения, b для вычитания и так далее).
Передайте строку внутри функции input() и присвойте переменную значению ввода (к примеру, это будет переменная operation).
В эту строку пользователь может ввести любой из предложенных символов, но ничего не произойдёт. Чтобы программа работала, нужно добавить условный оператор. Оператор if будет отвечать за сложение, три оператора elif – за остальные операции; оператор else будет возвращать ошибку, если вместо предложенных операторов пользователь ввёл другой символ.
Итак, сначала программа предлагает пользователю ввести символ операции. Затем она запрашивает два числа. После этого она отображает пользовательский ввод и результат вычислений. Например, пользователь вводит *, затем 58 и 40.
Please type in the math operation you would like to complete:
+ for addition
— for subtraction
* for multiplication
/ for division
*
Please enter the first number: 58
Please enter the second number: 40
58 * 40 =
2320
Если же на первый запрос программы пользователь введёт символ %, он получит ошибку.
На данный момент программа выполняет все необходимые вычисления. Однако чтобы выполнить другую операцию, программу придётся перезапустить.
4: Определение функций
Чтобы программу не пришлось перезапускать после каждого обработанного примера, нужно определить несколько функций. Для начала поместим весь существующий код в функцию calculate() и добавим в программу ещё один слой. Чтобы программа запускалась, нужно добавить функцию в конец файла.
Создайте ещё одну функцию, состоящую из условных операторов. Этот блок кода позволит пользователю выбрать: продолжить работу с программой или завершить её. В данном случае операторов будет три: один if, один elif и один else для обработки ошибок.
Пусть функция называется again(). Добавьте её в конец блока def calculate():
.
# Определение функции again()
def again():
# Ввод пользователя
calc_again = input(»’
Do you want to calculate again?
Please type Y for YES or N for NO.
»’)
# Если пользователь вводит Y, программа запускает функцию calculate()
if calc_again == ‘Y’:
calculate()
# Если пользователь вводит N, программа попрощается и завершит работу
elif calc_again == ‘N’:
print(‘See you later.’)
# Если пользователь вводит другой символ, программа снова запускает функцию again()
else:
again()
# Вызов calculate()
calculate()
Также можно устранить чувствительность к регистру: буквы y и n должны восприниматься так же, как Y и N. Для этого добавьте функцию строки str.upper():
.
def again():
calc_again = input(»’
Do you want to calculate again?
Please type Y for YES or N for NO.
»’)
# Accept ‘y’ or ‘Y’ by adding str.upper()
if calc_again.upper() == ‘Y’:
calculate()
# Accept ‘n’ or ‘N’ by adding str.upper()
elif calc_again.upper() == ‘N’:
print(‘See you later.’)
else:
again()
.
Теперь нужно добавить функцию again() в конец функции calculate(), чтобы программа запускала код, который спрашивает пользователя, хочет ли он продолжить работу.
Запустите программу в терминале с помощью команды:
Теперь программу не нужно перезапускать.
5: Дополнительные действия
Написанная вами программа полностью готова к работе. Однако есть ещё много дополнений, которые при желании можно внести в код. Например, вы можете написать приветственное сообщение и добавить его в начало кода:
def welcome():
print(»’
Welcome to Calculator
»’)
.
# Затем нужно вызвать функции
welcome()
calculate()
Также можно добавить в программу больше функций для обработки ошибок. К примеру, программа должна продолжать работу даже если пользователь вводит слово вместо числа. На данный момент это не так: программа выдаст пользователю ошибку и прекратит работу.
Кроме того, если при выборе оператора деления (/) пользователь выбирает знаменатель 0, он должен получить ошибку:
ZeroDivisionError: division by zero
Для этого нужно написать исключение с помощью оператора try … except.
Программа ограничена 4 операторами, но вы можете расширить этот список:
.
operation = input(»’
Please type in the math operation you would like to complete:
+ for addition
— for subtraction
* for multiplication
/ for division
** for power
% for modulo
»’)
.
# Для возведения в степень и обработки модуля нужно добавить в код условные операторы.
Также в программу можно добавить операторы цикла.
Существует много способов для настройки обработки ошибок и улучшения каждого проекта. При этом всегда важно помнить, что не существует единственно правильного способа решить ту или иную проблему.
Заключение
Теперь вы знаете, как написать простейший калькулятор. После выполнения руководства вы можете самостоятельно добавить новые функции программы.
Простой GUI калькулятор на Python #1. Создание дизайна приложения
В этой серии статей я научу вас делать простой кроссплатформенный десктопный калькулятор. Здесь не будет тригонометрических функций, процентов, интегралов и других полезных вещей. Вы сможете добавить их по своему желанию.
Мы будем использовать язык Python, фреймворк Qt, библиотеку PySide6, сразу установим её:
pip install PySide6
Qt Designer
Создавать интерфейс мы будем в приложении Qt Designer. Его можно скачать отдельно или найти в папке установленного PySide. Для этого перейдем по пути:
Создаем Main Window, т.е. главное окно приложения.
Сразу убираем ненужные menubar и statusbar
Название приложения можно изменить в свойстве главного окна windowTitle
Элементы калькулятора
Перетащим нужные элементы в интерфейс. В нашем калькуляторе будет поле ввода Line Edit.
Label с временным выражением над этим полем ввода.
Grid Layout для кнопок.
Просто закинем эти элементы и выберем «Lay Out Vertically» для центрального виджета.
Теперь закинем кнопки в Grid Layout, у меня будет 4 колонки и 5 рядов. Чтобы скопировать и вставить элемент, можно перетащить его с зажатой клавишей Ctrl.
Поставим текст во все кнопки. Для Backspace мы позже поставим иконку.
Запишем 0 в Line Edit и выберем правое горизонтальное выравнивание для текста.
Нам нужно сделать так, чтобы пользователь не мог вводить что попало в это поле, чтобы он мог его только читать. Для этого существует свойство readOnly
Укажем максимальную длину в 16 символов, как в калькуляторе Windows.
Запишем в лейбл какое-нибудь выражение и поставим правое выравнивание.
Чтобы посмотреть превью дизайна используйте сочетание клавиш Ctrl + R.
Давайте назовем элементы, чтобы в коде было проще обращаться к ним.
Размерная политика элементов
Вы спросите: «Почему интерфейс так плохо выглядит?». Все потому, что у элементов не настроена вертикальная политика. Для лейбла и поля поставим Maximum.
Для всех кнопок поставим Expanding.
Стилизация калькулятора
Сначала нужно определиться с цветовой палитрой. Я буду использовать 4 цвета:
Почти черный #121212 для фона.
Белый #FFF для текста кнопок и поля ввода.
Серый #666 для фона кнопок при наведении.
Серый посветлее #888 для текста временного выражения и фона кнопок при нажатии.
В Qt Designer поддерживается язык css. Напишем простенький stylesheet для главного окна. Для всего виджета указываем белый цвет текста и почти черный цвет #121212 для фона.
Я буду использовать бесплатный шрифт Rubik из библиотеки Google Fonts. Он довольно приятный.
Давайте посмотрим, что получается.
Давайте изменим кнопки на плоские с прозрачным фоном.
Посмотрим на результат.
Стили для Line Edit и Label
Сначала разберемся с Line Edit. Поставим размер шрифта 40pt и уберем границы. Я не буду делать какие-то изменения при наведении и нажатии, потому что пользователь не может взаимодействовать с этим полем.
Иконки
Теперь зайдем на Google Icons и возьмем черную иконку калькулятора и белую иконку backspace. Я возьму Sharp иконки с размером 24 пикселя. Формат выбирайте на ваше усмотрение. По опыту скажу, что лучше SVG. И лучше оно не только в том, что оно без труда масштабируется без потери качества (векторная графика), но еще и скачивается одним файлом. При скачивании PNG вам нужно будет распаковать архив, зайти в одну из двух папок и вытащить саму иконку.
В статье я скачивал PNG, не делайте так. Я думал, что Qt Designer не поддерживает иконки с векторной графикой, даже не попробовав.
Создадим файл ресурсов:
Resource Browser > Edit Resources > New Resource File.
Я сохранил файл с названием files.qrc . Добавим префикс для иконок.
Закинем туда наши две иконки.
Поставим иконку Backspace:
icon > choose Resource
Поставим размер 24 x 24 пикселя в свойстве iconSize
То же самое проделаем для иконки приложения.
Финальные штрихи
Почти готово. Убираем текст из лейбла. Ставим размер главного окна. У меня будет 300 на 500 пикселей. Такой же размер поставлю минимальным для приложения.
Редактируем интерфейс в коде
Файл интерфейса представляет собой файл с xml разметкой. Мы можем найти блок кода с указывающей рукой, введя в поиске по коду Pointing
Заметим, что этот блок кода идет после блока размерной политики. Поэтому нам нужно заменить:
В современных редакторах это сделать очень просто. Например, в VS Code нужно нажать Ctrl + H.
Впишем нужные блоки кода и нажмем Replace All (Ctrl + Alt + Enter).
Проверяем в дизайне.
Дизайн сделан, поздравляю!
Конвертируем файл ресурсов и интерфейса
Для начала нам нужно конвертировать файл ресурсов в питоновский файл. Для этого напишем в терминале:
pyside6-rcc «название файла ресурсов» > «название Python файла на выходе»
pyside6-rcc files.qrc > files_rc.py
Теперь конвертируем в Python файл интерфейса. Для этого введем в терминал тот же самый синтаксис, но теперь используем pyside6-uic:
pyside6-uic design.ui > design.py
Если у вас на выходе получаются файлы с кодировкой UTF-16 , конвертируйте их в UTF-8 во избежание дальнейших проблем.
Штош, в следующей статье напишем код для главного функционала калькулятора. До встречи.
Простой GUI калькулятор на Python #2
Импортируем библиотеки, следуя стилю PEP 8:
Напишем дефолтный код для запуска любого Qt приложения с файлом дизайна. Если вам хочется подробнее узнать о работе каждой строчки кода, приглашаю посетить документацию.
Если у вас не установлен в систему шрифт Rubik, то в вашем приложении шрифт будет дефолтным. Для решения этой проблемы не нужно устанавливать шрифт в систему. Импортируем:
Теперь используем метод добавления шрифта приложения, в который передадим файл шрифта. Я сделал это в конструкторе класса.
Добавляем цифры
Метод sender() возвращает Qt объект, который посылает сигнал.
В нашем случае сигнал является нажатием кнопки. Создадим кортеж с именами кнопок-цифр.
По дефолту в поле всегда стоит 0. В этом случае, если нажимается кнопка с цифрой, текст поля заменяется на эту цифру. Получается, что при нажатии на 0 ничего не будет происходить.
Полный код метода добавления цифры
Теперь нужно соединить нажатия кнопок с этим методом. Напишем в конструкторе класса.
Изначально был такой код. Но зачем передавать цифру-аргумент, если можно взять её из кнопки?
Соединения кнопок с методом
Посмотрим на результат.
Если вам режет глаз выход цифр за границы поля, потерпите. Мы решим эту проблему в следующей статье.
Очищаем Line Edit и Label
Сделаем такой же метод для очистки только поля.
Добавляем точку
Почему вообще точка, а не запятая? Просто число с точкой можно сразу конвертировать в вещественное число, а с запятой придется еще менять знак. Да, мне лень.
Логика проста. Если точки нет в поле, значит добавляем.
Соеди что? Правильно, няем.
Добавляем временное выражение
Что вообще оно из себя представляет? Есть два типа временных выражений:
1) Число и математический знак. Грубо говоря, это память калькулятора.
Для начала нам нужно убедиться, что в лейбле нет текста. Затем ставим во временное выражение число из поля ввода + текст кнопки btn.
Еще нужно очистить поле ввода. Полный код метода:
Прикрутим пока одну кнопку сложения для теста.
Точка и незначащие конечные нули не обрезаются.
Убираем незначащие конечные нули
Сделаем статический метод для решения этой проблемы. Передавать в функцию мы будем string число, получать то же самое.
Введем переменную n, которая приводит аргумент сначала к типу float, потом к string.
Теперь добавим обрезку незначащих нулей в метод добавления временного выражения:
Старый код с передачей знака-аргумента
Получаем число из Line Edit
Запишем в переменную текст поля, уберем потенциальную точку с помощью strip().
Возвращаем float, если точка есть в переменной, иначе возвращаем int, то есть целое число.
Добавим type hint к методу. Он может возвращать только целое или вещественное число. Для этого импортируем:
Optional используем позже.
В Python 3.10 не нужно ничего импортировать.
Можно просто написать
Получаем число из Label
Если в лейбле есть текст, получаем его, разделяем по пробелам и берем первый элемент, то есть число.
Получаем знак из Label
Чтобы получить знак, нам нужно удостовериться в наличии текста в лейбле, затем получить текст из него, разделить по пробелам и вытащить последний элемент.
Вычисляем выражение
Так, калькулятор же считать должен, я правильно понимаю? Ну тогда импортируем сложение, вычитание, умножение и деление из стандартной библиотеки operator.
Теперь создадим словарь с операциями. Каждому знаку присвоим его логическую функцию.
Создадим метод вычисления.
Если в лейбле есть текст, вводим переменную результата. Обрезаем конечные нули, приводим к строке. Берем операцию из словаря по знаку, в скобках указываем с какими числами провести операцию. Заметьте, что порядок передачи аргументов важен для деления и вычитания. Сначала мы передаем число из временного выражения, а потом из поля ввода.
Добавляем в лейбл число из поля ввода и знак =
Ставим результат в поле ввода и возвращаем его.
Полный код метода вычисления
Полный код метода вычисления
Метод математической операции
Если в лейбле нет выражения, мы его добавляем, удивительно.
Если же знак равен знаку нажатой кнопки, то мы считаем выражение и добавляем в конец лейбла этот знак.
Полный код математической операции
Полный код математической операции
Старый код метода вычисления со знаком-аргументом
Помолимся за здравие Гвидо Ван Россума и запустим программу.
Почему-то не хочет дальше считать с равенством. А я вам расскажу почему. В методе добавления временного выражения нужно добавить дополнительное условие. В итоге получится «если временного выражения нет или есть равенство».
И вот еще покажу, как меняется знак, если вы постоянно промахиваетесь по кнопке.
Заключение
Штош, в следующей статье допишем калькулятор. Сделаем отрицание, backspace, несколько шорткатов для одной кнопки и обработаем ошибки. До встречи.