20252415 实验二《Python程序设计》实验报告

学号 2025-2026-2 《Python程序设计》实验x报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2524
姓名：陈至晟
学号：20252415
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

（一）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. 实验过程及结果

（一）编写计算器程序

功能分析：

必须是函数形式。
支持整数、浮点数等数据类型。
能够完成加、减、乘、除、除模、平方等运算。
在输入完整表达式时，程序自动识别数据类型并选择算法。
能够识别不正确的表达式输入，并提醒用户重新输入。
一轮运算结束后，用户能够决定是否再次进行运算。
具体过程:

重点详解：

调用库函数:

import math #math库用来处理实数计算

分区编写对应函数:

  def sum(a,b):
      return a+b
  def sub(a,b):
      return a-b
  def mul(a,b):
      return a*b
  def div(a,b):
      return a/b
  def mod(a,b):
      return a%b
  def quotient(a,b):
      return a//b
  def log(a,b):
      return math.log(a,b)
  def pow(a,b):
      return math.pow(a,b)

3.校验操作符格式:

    while True:
        if operator not in ["+","-","*","/","%","//","log","pow"]:
            print("操作符输入有误，请重新输入")
            operator = input("选择运算符号：+、-、*、/、%、//、log,pow\n")
        else :
            break

4.自主选择是否继续

choice=True
while choice:
    ~~~~~ #见详细代码 
    con=input("是否要继续？ Y or N\n")
    con=con.lower()
    if con=="y":
        choice=True
    else :
        choice=False

详细代码：

# -*- coding: utf-8 -*-

# File            :  计算器设计 .py
# Author          :  无忆江南
# Create Time     :  2026/4/13 19:01 
# Python Version  :  3.18.12
# "    ————when it is dark enough ,we can see the stars."
import math
def sum(a,b):
    return a+b
def sub(a,b):
    return a-b
def mul(a,b):
    return a*b
def div(a,b):
    return a/b
def mod(a,b):
    return a%b
def quotient(a,b):
    return a//b
def log(a,b):
    return math.log(a,b)
def pow(a,b):
    return math.pow(a,b)


print("简单刺激计算器 v1.0")
choice=True

while choice:
    a=eval(input("请输入一个数：\n"))
    b=eval(input("请再输入一个数：\n"))
    operator=input("选择运算符号：+、-、*、/、%、//、log、pow\n")
    while True:
        if operator not in ["+","-","*","/","%","//","log","pow"]:
            print("操作符输入有误，请重新输入")
            operator = input("选择运算符号：+、-、*、/、%、//、log,pow\n")
        else :
            break
    if operator=="+":
        print(f"{a}{operator}{b}=",sum(a,b))
    elif operator=="-":
        print(f"{a}{operator}{b}=",sub(a,b))
    elif operator=="*":
        print(f"{a}{operator}{b}=",mul(a,b))
    elif operator=="/":
        print(f"{a}{operator}{b}=",div(a,b))
    elif operator=="%":
        print(f"{a}{operator}{b}=",mod(a,b))
    elif operator=="//":
        print(f"{a}{operator}{b}=",quotient(a,b))
    elif operator=="log":
        print(f"{a}{operator}{b}=",log(a,b))
    elif operator=="pow":
        print(f"{a}{operator}{b}=",pow(a,b))
    con=input("是否要继续？ Y or N\n")
    con=con.lower()
    if con=="y":
        choice=True
    else :
        choice=False

本地运行结果：

简单刺激计算器 v1.0
请输入一个数：
5
请再输入一个数：
6
选择运算符号：+、-、*、/、%、//、log、pow
/
5/6= 0.8333333333333334
是否要继续？ Y or N
y
请输入一个数：
3
请再输入一个数：
9
选择运算符号：+、-、*、/、%、//、log、pow
*
3*9= 27
是否要继续？ Y or N
n

进程已结束，退出代码为 0

（二）用LLM生成一个计算器程序

代码见下：

# -*- coding: utf-8 -*-

# File            :  计算器（豆包版本） .py
# Author          :  无忆江南
# Create Time     :  2026/4/13 21:09 
# Python Version  :  3.18.12
# "    ————when it is dark enough ,we can see the stars."

import math
def calculate(expr):
   """计算表达式，带安全替换与异常处理"""
   try:
       # 安全替换关键字
       expr = expr.replace("pi", str(math.pi))
       expr = expr.replace("π", str(math.pi))
       expr = expr.replace("e", str(math.e))
       expr = expr.replace("^", "**")
       expr = expr.replace("sqrt", "math.sqrt")
       expr = expr.replace("sin", "math.sin")
       expr = expr.replace("cos", "math.cos")
       expr = expr.replace("tan", "math.tan")
       expr = expr.replace("log", "math.log10")
       expr = expr.replace("fact", "math.factorial")
       expr = expr.replace("deg2rad", "math.radians")
       # 角度制三角函数适配（自动转弧度）
       import re
       expr = re.sub(r'sin\((.*?)\)', r'sin(deg2rad(\1))', expr)
       expr = re.sub(r'cos\((.*?)\)', r'cos(deg2rad(\1))', expr)
       expr = re.sub(r'tan\((.*?)\)', r'tan(deg2rad(\1))', expr)
       # 安全计算
       result = eval(expr)
       return round(result, 12)
   except ZeroDivisionError:
       return "❌ 错误：除数不能为0"
   except SyntaxError:
       return "❌ 错误：表达式格式不正确"
   except ValueError:
       return "❌ 错误：数学运算无效（如负数开方）"
   except NameError:
       return "❌ 错误：输入了不支持的函数"
   except Exception as e:
       return f"❌ 错误：{str(e)}"
def show_help():
   """显示帮助菜单"""
   print("""
╭─────────────────────────────────────╮
│          🧮 命令行计算器              │
│  支持：+ - * / % ^ sqrt sin cos tan  │
│       fact(阶乘) log(10底) π e       │
│  示例：                              │
│  1+2*3-sqrt(16)                     │
│  sin(90)+cos(0)+fact(5)             │
│  π*2^2                              │
│  输入 quit 退出，help 查看帮助         │
╰─────────────────────────────────────╯
""")
def main():
   show_help()
   while True:
       expr = input("\n➡ 请输入表达式：").strip()
       if not expr:
           continue
       if expr.lower() in ["quit", "exit", "q"]:
           print("👋 再见！")
           break
       if expr.lower() == "help":
           show_help()
           continue
       res = calculate(expr)
       print(f"✅ 结果：{res}")
if __name__ == "__main__":
   main()

功能说明
1.支持写入数学常数及相关术语

        # 把文字替换成数学库能识别的内容
        expr = expr.replace("pi", str(math.pi))
        expr = expr.replace("π", str(math.pi))
        expr = expr.replace("e", str(math.e))
        expr = expr.replace("^", "**")
        expr = expr.replace("sqrt", "math.sqrt")
        expr = expr.replace("sin", "math.sin")
        expr = expr.replace("cos", "math.cos")
        expr = expr.replace("tan", "math.tan")
        expr = expr.replace("log", "math.log10")
        expr = expr.replace("fact", "math.factorial")
        expr = expr.replace("deg2rad", "math.radians")

2.自动转换弧度

 import re
        expr = re.sub(r'sin\((.*?)\)', r'sin(deg2rad(\1))', expr)
        expr = re.sub(r'cos\((.*?)\)', r'cos(deg2rad(\1))', expr)
        expr = re.sub(r'tan\((.*?)\)', r'tan(deg2rad(\1))', expr)

3.异常处理（保证程序不崩溃）

     except ZeroDivisionError:
        return "❌ 错误：除数不能为0"
    except SyntaxError:
        return "❌ 错误：表达式格式不正确"
    except ValueError:
        return "❌ 错误：数学运算无效（如负数开方）"
    except NameError:
        return "❌ 错误：输入了不支持的函数"
    except Exception as e:
        return f"❌ 错误：{str(e)}"

4.显示美观的功能说明界面

   def show_help():
    print("""
╭─────────────────────────────────────╮
│          🧮 命令行计算器             │
│  支持：+ - * / % ^ sqrt sin cos tan  │
│       fact(阶乘) log(10底) π e       │
╰─────────────────────────────────────╯
""")