20252428实验二《Python程序设计》实验报告

20252428 2025-2026-2 《Python程序设计》实验2报告

• 课程：《Python程序设计》
• 班级：2528
• 姓名：代林淞
• 学号：20252428
• 实验教师：王志强
• 实验日期：2026年4月13日
• 必修/选修：公选课

---

1. 实验内容

(1) 编写计算器程序

设计并完成两个计算器程序：

1. 简易命令行计算器（calculator_cli.py）- 完成加减乘除模等基本运算
2. 完整科学计算器（calculator.py）- 提供图形界面，支持高级数学函数运算

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. 实验过程及结果

(1) 自主编写的命令行计算器程序（calculator_cli.py）

a = float(input("请输入第一个数: "))
op = input("请输入运算符(+ - * / %): ")
b = float(input("请输入第二个数: "))

if op == "+":
    print("结果:", a + b)
elif op == "-":
    print("结果:", a - b)
elif op == "*":
    print("结果:", a * b)
elif op == "/":
    if b == 0:
        print("错误：不能除以零")
    else:
        print("结果:", a / b)
elif op == "%":
    if b == 0:
        print("错误：不能取模零")
    else:
        print("结果:", a % b)
else:
    print("无效运算符")

代码说明：

• 第4行：获取第一个操作数，使用float()转换为浮点数
• 第5行：获取运算符
• 第6行：获取第二个操作数
• 第9-24行：根据运算符使用if-elif语句进行相应计算
• 第16行、第21行：用if语句判定除数或模数是否为0，避免除零错误

运行结果：

注：图片链接已失效，请在实际报告中替换为实际截图

---

(2) 科学计算器程序（calculator.py）核心代码分析

该程序包含以下主要模块：

① BasicOperations类 - 基础运算

class BasicOperations:
    @staticmethod
    def add(a, b): return a + b
    
    @staticmethod
    def subtract(a, b): return a - b
    
    @staticmethod
    def multiply(a, b): return a * b
    
    @staticmethod
    def divide(a, b):
        if b == 0:
            raise ValueError("Cannot divide by zero")
        return a / b
    
    @staticmethod
    def modulo(a, b):
        if b == 0:
            raise ValueError("Cannot compute modulo with zero")
        return a % b
    
    @staticmethod
    def integer_divide(a, b): return a // b
    
    @staticmethod
    def power(a, b): return math.pow(a, b)

② ScientificOperations类 - 科学运算

• 三角函数：sin, cos, tan, asin, acos, atan（支持角度/弧度切换）
• 双曲函数：sinh, cosh, tanh
• 对数函数：log, log10, ln
• 其他：sqrt, nth_root, factorial, abs, exp

③ Converter类 - 进制转换

• to_binary：十进制转二进制
• to_octal：十进制转八进制
• to_hex：十进制转十六进制

④ Tokenizer和Parser类 - 表达式解析

• 将输入的数学表达式解析为token序列
• 支持运算符优先级和括号

⑤ CalculatorApp类 - GUI界面

使用tkinter创建完整的图形界面，包含：

• 数字按钮 0-9
• 运算符按钮 + - * / %
• 科学函数按钮 sin cos tan log sqrt 等
• 存储器按钮 MC MR M+ M-
• 历史记录面板
• 键盘快捷键支持

运行结果（通过Python测试验证）：

注：图片链接已失效，请在实际报告中替换为实际截图

---

(3) 两个程序的对比分析

特性	calculator_cli.py	calculator.py
界面	命令行界面	图形界面(GUI)
功能	5种基本运算	20+种运算（含科学计算）
代码量	26行	833行
可用性	简单，适合学习	功能完整，实用性强
错误处理	基本的除零检查	完善的异常处理

与LLM生成的程序相比：

• calculator.py 程序更加美观和便利，有独特的图形界面，模拟真实的计算器产品
• calculator.py 程序合理利用面向对象编程，结构清晰
• calculator_cli.py 程序简单易懂，适合初学者学习基本语法

---

(4) 将代码托管到Gitee上

注：图片链接已失效，请在实际报告中替换为实际截图

---

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

（本节内容待补充）

---

4. 其他（感悟、思考等）

通过本次实验，我掌握了以下知识和技能：

• Python基本语法：变量定义、类型转换、input()和print()输入输出
• 条件判断：if-elif-else语句的使用
• 算术运算符：+, -, *, /, %, //, ^ 的使用
• 面向对象编程：类的定义和方法的使用
• 模块导入：import math
• 异常处理：try-except语句的使用

通过对比两种计算器程序，我认识到：

• 简单的CLI程序适合学习基本语法和逻辑
• 复杂的GUI程序需要更好的代码组织和架构
• LLM可以辅助生成高质量代码，但要理解其原理才能有效使用

---

参考资料

• Python官方文档：https://docs.python.org/3/
• Tkinter官方文档：https://docs.python.org/3/library/tkinter.html
• 《Python编程：从入门到实践》