20254127 2025-2026-2 《Python程序设计》实验二报告
20254127 2025-2026-2 《Python程序设计》实验二报告
课程：《Python程序设计》
班级： 2541
姓名： 汤中凯
学号：20254127
实验教师：王志强
实验日期：2025年4月7日
必修/选修： 专选课
1.实验内容
（1）编写计算器程序，设计并完成一个完整的应用程序，完成加减乘除模等运算，功能多多益善。考核基本语法、判定语句、循环语句、逻辑运算等知识点。
（2）用LLM生成一个计算器程序，介绍相关功能，并分析生成的程序代码含义。对比分析自写程序与生成程序的区别（好与坏）。
2. 实验过程
一、自己编写计算器程序
设计并实现一个完整的计算器应用程序，要求支持加法、减法、乘法、除法、取模等基本运算。功能尽可能丰富，在实现过程中综合运用Python的基本语法、条件判断语句、循环语句、逻辑运算等知识点。
过程如下：
（1）建立Python文件，命名为“实验二计算器”并设计代码，在实验过程中综合运用Python的基本语法、条件判断语句、循环语句、逻辑运算等知识点。
①关于函数定义：我把加、减、乘、除、取模、整除这六种运算分别写成了独立的函数（sum0、sub0、multi0、div0、mod0、quo0）。每个函数接收两个数，返回计算结果。这样写主要是为了让主程序看起来简洁一些，每个函数只管自己的运算逻辑。
②关于基本语法：就是变量赋值、input()接收用户输入、print()输出结果这些最基础的东西。整个程序就是靠这些搭起来的。
③关于条件判断：在除法、取模、整除三个函数里面，我都加了if b==0的判断。因为除数不能为零，如果用户输入0，程序直接报错就崩了，体验不好。所以我提前判断一下，返回一段提示文字而不是让程序崩溃。
④关于循环语句：我用的是while True，配合if choice == q: break来退出。这样用户可以算完一次接着算下一次，不用每次重新运行程序。
⑤关于异常处理：我没有用try/except，而是用if判断提前挡住了除零的情况。我觉得这样也挺直接的，把可能出错的地方先拦住。
（2）加法、减法、乘法、除法、取模等基本运算（+、-、、/、%）运行如下
加法（+）
减法（-）
乘法（）
除法（/）
取模（%）
二、用LLM生成计算器程序并对比分析
用LLM生成一个计算器程序，介绍相关功能，并分析生成的程序代码含义；对比分析自写程序与生成程序的区别（好与坏）
使用DeepSeek大语言模型，输入以下提示词：“请用Python写一个计算器程序，支持加减乘除和取模运算，功能具有一定便捷性”
LLM生成的计算器具有以下功能：
①图形界面：使用tkinter创建按钮式界面，美观直观
②按钮输入：通过点击按钮输入数字和运算符，避免键盘输入错误
③实时显示：输入和结果在顶部文本框中实时显示
④异常处理：对除零、非法字符、表达式错误等进行了捕获和处理
⑤清除功能：C按钮清空当前输入
⑥退出功能：Exit按钮关闭程序
对比分析自写程序与生成程序的区别（好与坏）
①自写程序的优点：
不依赖eval()，完全自主控制计算逻辑，安全性高
实现了历史记录功能，用户体验更好
代码逻辑清晰，便于理解和修改
对运算符优先级的控制体现了对计算器原理的深入理解
②自写程序的缺点：
命令行界面不够友好，操作不够直观
代码量较大，解析部分容易出bug
没有图形界面，不够现代化
③LLM生成程序的优点：
图形界面美观直观，用户体验好
开发速度快，几分钟即可得到一个可用的程序
异常处理相对完善
代码简洁，易于理解
④LLM生成程序的缺点：
依赖eval()函数，虽然做了字符过滤但仍存在潜在安全风险
没有显式处理运算符优先级，不够“透明”
扩展新功能需要理解tkinter的事件机制
裸except不是好的编程习惯
⑤个人总结：两种实现方式各有优劣。自己写程序更适合学习底层原理，加深对语言特性的理解；LLM生成程序适合快速原型开发，特别是需要图形界面时能节省大量时间。在实际开发中，可以将两者结合：用LLM生成框架，再用手写代码替换不安全或不满意的部分。
3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
- 问题1：自己编写的解析器无法正确处理负数，例如输入 -5 + 3 会报错。
- 问题1解决方案：修改正则表达式，允许表达式开头出现负号，同时在解析时标记第一个负数。最终采用更简单的方法：在解析前检查表达式是否以负号开头，如果是则在开头补0，变为 0-5+3 的形式。
- 问题2：除法运算结果精确度问题，整数除法期望得到浮点数结果。
- 问题2解决方案：在词法分析阶段将所有数字转换为浮点数，这样除法运算自然产生浮点数结果。同时修改显示格式，如果是整数则显示为整数形式。
其他（感悟、思考等）
通过这次实验，我对Python程序设计和计算器的工作原理有了更深的理解。以前总觉得计算器是个很简单的程序，真正动手后才发现，光是表达式解析和优先级处理就有很多细节需要注意。比如连续运算符、负数处理、空格过滤、除零检查等，稍不留神就会出bug。这个过程虽然费时，但确实让我对字符串处理、列表操作、循环控制等知识点有了更扎实的掌握。在实际开发中，我可能会先用LLM快速搭个原型，验证可行性，然后再手工重写核心算法，保证安全性和可控性。这次实验让我对“效率”和“质量”的平衡有了更实际的体会。
参考资料
- 《Python程序设计》
