#20214302单宇航 《Python程序设计》实验报告

 # 20214302单宇航 2021-2022-2 《Python程序设计》实验二报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2143
姓名： 单宇航
学号：20214302
实验教师：王志强
实验日期：2022年4月5日
必修/选修： 公选课

## 1.实验内容
1）.计算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
2）.考核基本语法、判断语句、循环语句、逻辑运算等知识点
## 2. 实验过程及结果

# 计算器

# 第一部分——导入库和库函数
import os
import re
import tkinter as tk                     #导入tkinter模块
import random
import tkinter.messagebox
from math import *                        #从Python标准库引入math.py模块。

# 第二部分——对窗口、文本框的设置
root = tkinter.Tk()                       # 新建窗口
root.geometry("300x460+450+150")          # 设置窗口的大小和位置（第一个是窗口的宽度，第二个是窗口的高度，第三个是左上角窗口距离屏幕边界距离）
root.resizable(0, False)                  # 该指令设定窗口界面宽、高不可变，括号内0或False均可。
root.title("计算器")                       # （）括号内添加窗口标题
contentVar = tkinter.StringVar(root, "")  # 在根窗口中建新一个以contentVar为控制变量的文本框，类型为可变文本框
                                          # tkinter中，Entry表示单行文本框，Text表示多行文本框
                                          # 用textvariable设置为可变文本，与StringVar可变文本框等配合使用
contentEntry = tkinter.Entry(root, textvariable=contentVar)    # 将文本框状态设置为正常，即允许在文本框中进行键盘输入
contentEntry["state"] = "normal"
contentEntry.place(x=10, y=10, width=280, height=20)           # 设置文本框的位置，宽度和高度
# 第三部分——放置菜单和按钮
# （1）第一小部分放置按钮
# command=函数名，传递给command属性的是函数对象，函数名后面不能加括号，也不能传递函数。而执行相应的操作，需要对不同参数进行处理，
# 故需要重新定义一个函数，让这个函数调用另一个函数
# lambda是一种快速定义的最小函数（单行）
# 注意:lambda 函数可以接收任意多个参数 (包括可选参数),并且返回单个表达式的值。
# lambda 函数不能包含命令，包含的表达式不能超过一个。
btnClear = tkinter.Button(root, text="Clear", command=lambda: buttonClick("Clear"))  # 放置清空Clear按钮。
btnClear.place(x=20, y=40, width=50, height=20)                                      #设置按钮坐标、宽度和高度。
btnDel = tkinter.Button(root, text="Del", command=lambda: buttonClick("Del"))        # 放置删除Del按钮。
btnDel.place(x=90, y=40, width=50, height=20)                                        #设置按钮坐标、宽度和高度。
btnCompute = tkinter.Button(root, text="=", command=lambda: buttonClick("="))        # 放置等号按钮。
btnCompute.place(x=230, y=40, width=50, height=20)                                   #设置按钮坐标、宽度和高度。
btnHelp = tkinter.Button(root, text="帮助", command=lambda: buttonClick("帮助"))       # 放置帮助按钮。
btnHelp.place(x=230, y=350, width=50, height=50)                                     #设置按钮坐标、宽度和高度。
btnQuit = tkinter.Button(root, text="退出", command=lambda: quit())                   # 放置退出按钮。
btnQuit.place(x=230, y=430, width=50, height=20)                                     #设置按钮的坐标、宽度和高度。
# 放置()[]按钮
signs = ["(",")","[","]"]               #设置signs的列表
number = 0                              #循环开始数为0
for sign in signs:                      #让signs列表的内容一个一个循环输出。
    number += 1                         #number计数+1
    btnDigist = tkinter.Button(root, text=sign, command=lambda x=sign: buttonClick(x))       #设置（，），[,]四个按钮的位置
    btnDigist.place(x=155 + 15 * number, y=40, width=14, height=20)                          #设置按钮的坐标，宽度和高度。

# 放置0123456789十个数字，小数点，计算平方根,调用三角反三角函数以及随机数的按钮
digists = list("012345678.9,") + ["sin(", "cos(", "tanx(", "asin(", "acos(",
                                 "atan(", "Sqrt", "ceil(", "floor(", "abs(", "随机数","#"]
index = 0
for row in range(8):
    for col in range(3):
        d = digists[index]
        index += 1
        btnDigist = tkinter.Button(root, text=d, command=lambda x=d: buttonClick(x))
        btnDigist.place(x=20 + col * 70, y=80 + row * 50, width=50, height=20)        #用for循环，将以上按钮一个一个按顺序设置

# 放置运算符按钮和π，e以及数学常数τ的近似值按钮（同上）。
operators = ("+", "-", "*", "/", "**", "//", "π", "e", "tau")
for index, operator in enumerate(operators):
    btnOperator = tkinter.Button(root, text=operator, command=lambda x=operator: buttonClick(x))
    btnOperator.place(x=230, y=80 + index * 30, width=50, height=20)

# （2）第二小部分放置菜单

m = tkinter.Menu(root)
root.config(menu=m)
# 设置file选项
filemenu = tkinter.Menu(m)
m.add_cascade(label="File", menu=filemenu)
filemenu.add_command(label="New", command=lambda: callback("New"))
filemenu.add_separator()
filemenu.add_command(label="History", command=lambda: callback("History"))
filemenu.add_separator()
filemenu.add_command(label="Exit", command=lambda: quit())
filemenu.add_separator()
filemenu.add_command(label="top", command=lambda: root.wm_attributes("-topmost", 1))
filemenu.add_separator()
#在此做一个补充，例如filemenu，flie是菜单menu标题的名字，"New,History,Exit,top"为file菜单中的包含项目。
# 设置help选项（同上）
helpmenu = tkinter.Menu(m)
m.add_cascade(label="Help", menu=helpmenu)
#对help菜单进行补充，方式同上面数字按钮，利用的for对于列表list的循环
list = ['pi', 'e', 'tau', 'asin', '//', '**', "sqrt", "随机数"]
list_explain = ["pi:圆周率π的近似值", "e:自然对数e的近似值", 'tau:数学常数τ的近似值',
                """asin,acos,atan,分别代表反三角函数：
arcsin,arccos,arctan""", "/:表示除号,//:表示整除", "*:表示乘号,**：表示乘方",
                "Sqrt:表示开方", "随机数：random.randint(x,y),将生成一个在区间[x,y]之间的随机整数"]
index = 0
help_dict = {}
for i in list:
    helpmenu.add_command(label=i, command=lambda x=i: callback(x))
    help_dict[i] = list_explain[index]
    index += 1
# 第四部分——按钮处理代码和菜单处理代码

# (1)第一小部分按钮处理代码

def buttonClick(btn):
    # 获取录入框中的文本内容,def作用是调用函数
    content = contentVar.get()
    # 根据不同的按钮，做出相应的处理
    # 如果已有内容时以小数点开头的，前面加0
    if content.startswith("."):
        content = "0" + content + btn
    # 如果参数为Clear,清空文本框，如果参数为Del,去除最后一个字符
    elif btn == "Clear":
        content = ""
    elif btn == "Del":
        content = content[:-1]
    # 如果新输入字符串btn是小数点，且字符串content的个数大于1并以运算符结尾时，在小数点前加0；
    # 以数字结尾时，添加小数点，以ieu,结尾时报错，不对文本框内容做修改
    elif btn == "." and len(content) >= 1:
        if content[-1] in "()[]+-*/":
            content = content + "0."
        elif content[-1] in "0123456789":
            content += btn
        elif content[-1] in "π,eτ":
            tkinter.messagebox.showerror("错误：", "π,eτ后不能有小数点")
            return
    # 如果参数在"0123456789,()[]sin(cos(tan(pietauasin(acos(atan(ceil(floor(abs("之中，
    # 在文本框末尾直接加入此参数
    elif btn in "0123456789,()[]sin(cos(tan(pietauasin(acos(atan(ceil(floor(abs(":
        content += btn
    # 如果参数为帮助，则弹出帮助提示界面,内含相关按钮介绍及使用方法
    elif btn == "帮助":
        tkinter.messagebox.showinfo("帮助", """    pi:圆周率π的近似值
    e:自然对数e的近似值
    tau:数学常数τ的近似值
    asin,acos,atan,分别代表反三角函数：
        arcsin,arccos,arctan
    /:表示除号
    //:表示整除
    *:表示乘号
    **：表示幂（次方）
    Sqrt:表示开方
    Clear:表示清空数据
    del：表示退格，相当于电脑上的Backsace键
    随机数：random.randint(x,y),将生成一个在区间[x,y]之间的随机整数""")
    #
    elif btn == "随机数":
        content += "random.randint("
    elif btn == "=":
        try:
            # 对输入的表达式求值,并写入文件
            # 获取当前文件所在的路径
            pdw = os.getcwd()
            outfile = open(pdw + "\\history.txt", "a")
            outfile.write(content)
            content = str(round(eval(content), 10))
            outfile.write("=" + content + "\n")
            outfile.close()
        except:
            tkinter.messagebox.showerror("错误", "表达式错误")
            return
    elif btn in operators:
        if content.endswith(operators):
            tkinter.messagebox.showerror("错误", "不允许连续运算符")
            return
        content += btn
    # 如果参数为Sqrt,则
    elif btn == "Sqrt":
        try:
            content = eval(content) ** 0.5
        except:
            tkinter.messagebox.showerror("错误", "表达式错误")
    contentVar.set(content)


# (2)第二小部分菜单处理代码

def callback(btn):
    content = contentVar.get()
    if btn == "New":
        content = ""
    elif btn in list:
        tkinter.messagebox.showinfo("Help", help_dict[btn])
        return
    contentVar.set(content)
# 第五部分——进入主循环

# 进入主（消息）循环，准备处理事件（必须组建），除非用户关闭窗口（或者按退出键），
# 否则程序将一直处于主循环中
# 注意：只有进入了主循环，窗口才可见
root.mainloop()

## 3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
- 问题1：有思路，不知道如何写代码
- 问题1解决方案：上网查询，向同学询问
- 问题2：许多代码并未见过
- 问题2解决方案：一次一次尝试，不断改动变量，寻找新代码的使用方式



## 上课学的知识有限，可以多去看看大佬们的代码，不可能一开始都看得懂，就立马会用，但一定要去多试试。可以一步一步去探索，不会的上网去查，自己尝试，询问老师和同学，见得多了，用于琢磨，就会学到更多新的东西。但是一定要与追求新的知识，不要止步于课上知识和自己现有的知识。python是一个很有趣的世界，只要你肯去探索，实践。

有关该代码的步骤的作用基本已标注在里面，一些知识查询链接也放到参考资料里面了。

## 参考资料

https://www.runoob.com/python/python-for-loop.html

https://www.jianshu.com/p/91844c5bca78

https://blog.csdn.net/weixin_39638014/article/details/109619094

https://blog.csdn.net/m0_37903789/article/details/83622014

https://blog.csdn.net/qq_41563270/article/details/108370160

https://blog.csdn.net/qq_42554007/article/details/122257649

https://blog.csdn.net/m0_37903789/article/details/83622014

https://www.runoob.com/python/att-string-index.html

https://blog.csdn.net/wangyiyan315/article/details/16367551

https://blog.csdn.net/qq_21466543/article/details/81604826

https://blog.csdn.net/lukuanpromise/article/details/83685365