Python语言实现科学计算器

from tkinter import * from functools import partial from calculate import * # 生成计算器主界面 def buju(root):     menu = Menu(root)  # 菜单     submenu1 = Menu(menu, tearoff=0)  # 分窗，0为在原窗，1为点击分为两个窗口     menu.add_cascade(label='编辑', menu=submenu1)  # 添加子选项（label参数为显示内容）     submenu1.add_command(label='复制', command=lambda: bianji(entry, 'copy'))  # 添加命令     submenu1.add_command(label='剪切', command=lambda: bianji(entry, 'cut'))     submenu1.add_command(label='粘贴', command=lambda: bianji(entry, 'paste'))     submenu2 = Menu(menu, tearoff=0)     menu.add_cascade(label='查看', menu=submenu2)     submenu2.add_command(label='帮助', command=lambda: chakan(entry, 'help'))     submenu2.add_command(label='作者', command=lambda: chakan(entry, 'author'))     root.config(menu=menu)  # 重新配置，添加菜单     label = Label(root, width=29, height=1, bd=5, bg='#FFFACD', anchor='se',                   textvariable=label_text)  # 标签，可以显示文字或图片     label.grid(row=0, columnspan=5)  # 布局器，向窗口注册并显示控件； rowspan：设置单元格纵向跨越的列数     entry = Entry(root, width=23, bd=5, bg='#FFFACD', justify="right", font=('微软雅黑', 12))  # 文本框（单行）     entry.grid(row=1, column=0, columnspan=5, sticky=N + W + S + E, padx=5, pady=5)  # 设置控件周围x、y方向空白区域保留大小     myButton = partial(Button, root, width=5, cursor='hand2', activebackground='#90EE90')  # 偏函数：带有固定参数的函数     button_sin = myButton(text='sin', command=lambda: get_input(entry, 'sin('))  # 按钮     button_arcsin = myButton(text='arcsin', command=lambda: get_input(entry, 'arcsin('))     button_exp = myButton(text='e', command=lambda: get_input(entry, 'e'))     button_ln = myButton(text='ln', command=lambda: get_input(entry, 'ln('))     button_xy = myButton(text='x^y', command=lambda: get_input(entry, '^'))     button_sin.grid(row=2, column=0)     button_arcsin.grid(row=2, column=1)     button_exp.grid(row=2, column=2)     button_ln.grid(row=2, column=3)     button_xy.grid(row=2, column=4)     button_shanyige = myButton(text='←', command=lambda: backspace(entry))  # command指定按钮消息的回调函数     button_shanquanbu = myButton(text=' C ', command=lambda: clear(entry))     button_zuokuohao = myButton(text='(', command=lambda: get_input(entry, '('))     button_youkuohao = myButton(text=')', command=lambda: get_input(entry, ')'))     button_genhao = myButton(text='√x', command=lambda: get_input(entry, '√('))     button_shanyige.grid(row=3, column=0)     button_shanquanbu.grid(row=3, column=1)     button_zuokuohao.grid(row=3, column=2)     button_youkuohao.grid(row=3, column=3)     button_genhao.grid(row=3, column=4)     button_7 = myButton(text=' 7 ', command=lambda: get_input(entry, '7'))     button_8 = myButton(text=' 8 ', command=lambda: get_input(entry, '8'))     button_9 = myButton(text=' 9 ', command=lambda: get_input(entry, '9'))     button_chu = myButton(text=' / ', command=lambda: get_input(entry, '/'))     button_yu = myButton(text='%', command=lambda: get_input(entry, '%'))     button_7.grid(row=4, column=0)     button_8.grid(row=4, column=1)     button_9.grid(row=4, column=2)     button_chu.grid(row=4, column=3)     button_yu.grid(row=4, column=4)     button_4 = myButton(text=' 4 ', command=lambda: get_input(entry, '4'))     button_5 = myButton(text=' 5 ', command=lambda: get_input(entry, '5'))     button_6 = myButton(text=' 6 ', command=lambda: get_input(entry, '6'))     button_cheng = myButton(text=' * ', command=lambda: get_input(entry, '*'))     button_jiecheng = myButton(text='二进制', command=lambda: jinzhi(entry))     button_4.grid(row=5, column=0)     button_5.grid(row=5, column=1)     button_6.grid(row=5, column=2)     button_cheng.grid(row=5, column=3)     button_jiecheng.grid(row=5, column=4)     button_1 = myButton(text=' 1 ', command=lambda: get_input(entry, '1'))     button_2 = myButton(text=' 2 ', command=lambda: get_input(entry, '2'))     button_3 = myButton(text=' 3 ', command=lambda: get_input(entry, '3'))     button_jian = myButton(text=' - ', command=lambda: get_input(entry, '-'))     button_dengyu = myButton(text=' \n = \n ', command=lambda: calculator(entry))     button_1.grid(row=6, column=0)     button_2.grid(row=6, column=1)     button_3.grid(row=6, column=2)     button_jian.grid(row=6, column=3)     button_dengyu.grid(row=6, column=4, rowspan=2)  # rowspan：设置单元格横向跨越的行数     button_pai = myButton(text=' π ', command=lambda: get_input(entry, 'π'))     button_0 = myButton(text=' 0 ', command=lambda: get_input(entry, '0'))     button_xiaoshudian = myButton(text=' . ', command=lambda: get_input(entry, '.'))     button_jia = myButton(text=' + ', command=lambda: get_input(entry, '+'))     button_pai.grid(row=7, column=0)     button_0.grid(row=7, column=1)     button_xiaoshudian.grid(row=7, column=2)     button_jia.grid(row=7, column=3) # 对文本框中的算式或答案进行复制、剪切或粘贴 def bianji(entry, argu):     """     :param entry: 文本框     :param argu: 按钮对应的值     """     if argu == 'copy':         entry.event_generate("<>")     elif argu == 'cut':         entry.event_generate("<>")         clear(entry)     elif argu == 'paste':         entry.event_generate("<>") # 查看使用帮助和作者信息 def chakan(entry, argu):     root = Tk()     root.resizable(0, 0)     text = Text(root, width=20, height=2, bd=5, bg='#FFFACD', font=('微软雅黑', 12))     text.grid(padx=5, pady=5)     if argu == 'help':         root.title('帮助')         text.insert(INSERT, '这个计算器多简单！\n')         text.insert(INSERT, '就别跟我要帮助了！')     elif argu == 'author':         root.title('作者')         text.insert(INSERT, 'Author：冀梁栋\n')         text.insert(INSERT, 'Time：2019-07-08') # 删除最后一次输入内容 def backspace(entry):     entry.delete(len(entry.get()) - 1)  # 删除文本框的最后一个输入值 # 删除所有输入内容和显示内容 def clear(entry):     entry.delete(0, END)  # 删除文本框的所有内容     label_text.set('') # 点击计算器输入按钮后向文本框中添加内容 def get_input(entry, argu):     formula = entry.get()     for char in formula:         if '\u4e00' <= char <= '\u9fa5':             clear(entry)  # 删除文本框中的汉字显示，减少手动删除操作     entry.insert(INSERT, argu)  # 使用END时，键盘敲入和按键输入组合操作会出错 # 十进制整数转换为二进制整数 def jinzhi(entry):     try:         formula = entry.get()         if re.match('\d+$', formula):             number = int(formula)             cunchu = []  # 放置每次除以2后的余数             result = ''             while number:                 cunchu.append(number % 2)                 number //= 2  # 整数除法,返回商             while cunchu:                 result += str(cunchu.pop())  # 将所有余数倒置得到结果             clear(entry)             entry.insert(END, result)             label_text.set(''.join(formula + '='))         else:             clear(entry)             entry.insert(END, '请输入十进制整数')     except:         clear(entry)         entry.insert(END, '出错') # 点击“=”后进行计算 def calculator(entry):     try:         formula = entry.get()         # 输入内容只是数字或π或e时，仍显示该内容         if re.match('-?[\d+,π,e]\.?\d*$', formula):             label_text.set(''.join(formula + '='))             return         # 输入内容是算式时，显示其计算结果         result = final_calc(formula_format(formula))         clear(entry)         entry.insert(END, result)  # 将结果输出到文本框中         label_text.set(''.join(formula + '='))     except:         clear(entry)         entry.insert(END, '出错') if __name__ == '__main__':     root = Tk()  # 生成窗口     root.title('理正计算器')  # 窗口的名字     root.resizable(0, 0)  # 窗口大小可调性，分别表示x，y方向的可变性     global label_text  # 定义全局变量     label_text = StringVar()     buju(root)     root.mainloop()  # 进入消息循环（必需组件），否则生成的窗口一闪而过

import re from math import * # 将算式从字符串处理成列表，解决横杠是负号还是减号的问题 def formula_format(formula):     """     :param formula: str     """     formula = re.sub(' ', '', formula)  # 去掉算式中的空格s     # 以 '横杠数字' 分割， 其中正则表达式：(\-\d+\.?\d*) 括号内：     # \- 表示匹配横杠开头；\d+ 表示匹配数字1次或多次；\.?表示匹配小数点0次或1次;\d*表示匹配数字0次或多次。     formula_list = [i for i in re.split('(-[\d+,π,e]\.?\d*)', formula) if i]     final_formula = []  # 最终的算式列表     for item in formula_list:         # 算式以横杠开头，则第一个数字为负数，横杠为负号         if len(final_formula) == 0 and re.match('-[\d+,π,e]\.?\d*$', item):             final_formula.append(item)             continue         # 如果当前的算式列表最后一个元素是运算符['+', '-', '*', '/', '('， '%'， '^'], 则横杠为减号         if len(final_formula) > 0:             if re.match('[\+\-\*\/\(\%\^]$', final_formula[-1]):                 final_formula.append(item)                 continue         # 按照运算符分割开         item_split = [i for i in re.split('([\+\-\*\/\(\)\%\^\√])', item) if i]         final_formula += item_split     return final_formula # 判断是否是运算符，如果是返回True def is_operator(e):     """     :param e: str     :return: bool     """     opers = ['+', '-', '*', '/', '(', ')', '%', '^', '√', 'sin', 'arcsin', 'ln']     return True if e in opers else False  # 在for循环中嵌套使用if和else语句 # 比较连续两个运算符来判断是压栈还是弹栈 def decision(tail_op, now_op):     """     :param tail_op: 运算符栈的最后一个运算符     :param now_op: 从算式列表取出的当前运算符     :return: 1代表弹栈运算，0代表弹出运算符栈最后一个元素'('，-1表示压栈     """     # 定义4种运算符级别     rate1 = ['+', '-']     rate2 = ['*', '/', '%']     rate3 = ['^', '√', 'sin', 'arcsin', 'ln']     rate4 = ['(']     rate5 = [')']     if tail_op in rate1:         if now_op in rate2 or now_op in rate3 or now_op in rate4:             return -1  # 说明当前运算符优先级高于运算符栈的最后一个运算符，需要压栈         else:             return 1  # 说明当前运算符优先级等于运算符栈的最后一个运算符，需要弹栈运算     elif tail_op in rate2:         if now_op in rate3 or now_op in rate4:             return -1         else:             return 1     elif tail_op in rate3:         if now_op in rate4:             return -1         else:             return 1     elif tail_op in rate4:         if now_op in rate5:             return 0  # '('遇上')',需要弹出'('并丢掉')',表明该括号内的算式已计算完成并将结果压入数字栈中         else:             return -1  # 只要栈顶元素为'('且当前元素不是')'，都应压入栈中 # 传入两个数字，一个运算符，根据运算符不同返回相应结果 def calculate(n1, n2, operator):     """     :param n1: float     :param n2: float     :param operator: + - * / % ^     :return: float     """     result = 0     if operator == '+':         result = n1 + n2     if operator == '-':         result = n1 - n2     if operator == '*':         result = n1 * n2     if operator == '/':         result = n1 / n2     if operator == '%':         result = n1 % n2     if operator == '^':         result = n1 ** n2     return result # 括号内的算式求出计算结果后，计算√()、sin()或arcsin() def gaojie(op_stack, num_stack):     if op_stack[-1] == '√':         op = op_stack.pop()         num2 = num_stack.pop()         num_stack.append(sqrt(num2))     elif op_stack[-1] == 'sin':         op = op_stack.pop()         num2 = num_stack.pop()         num_stack.append(sin(num2))     elif op_stack[-1] == 'arcsin':         op = op_stack.pop()         num2 = num_stack.pop()         num_stack.append(asin(num2))     elif op_stack[-1] == 'ln':         op = op_stack.pop()         num2 = num_stack.pop()         num_stack.append(log(num2)) # 负责遍历算式列表中的字符，决定压入数字栈中或压入运算符栈中或弹栈运算 def final_calc(formula_list):     """     :param formula_list: 算式列表     :return: 计算结果     """     num_stack = []  # 数字栈     op_stack = []  # 运算符栈     for item in formula_list:         operator = is_operator(item)         # 压入数字栈         if not operator:             # π和e转换成可用于计算的值             if item == 'π':                 num_stack.append(pi)             elif item == '-π':                 num_stack.append(-pi)             elif item == 'e':                 num_stack.append(e)             elif item == '-e':                 num_stack.append(-e)             else:                 num_stack.append(float(item))  # 字符串转换为浮点数         # 如果是运算符         else:             while True:                 # 如果运算符栈为空，则无条件入栈                 if len(op_stack) == 0:                     op_stack.append(item)                     break                 # 决定压栈或弹栈                 tag = decision(op_stack[-1], item)                 # 如果是-1，则压入运算符栈并进入下一次循环                 if tag == -1:                     op_stack.append(item)                     break                 # 如果是0，则弹出运算符栈内最后一个'('并丢掉当前')'，进入下一次循环                 elif tag == 0:                     op_stack.pop()                     gaojie(op_stack, num_stack)  # '('前是'√'、'sin'或'arcsin'时，对括号内算式的计算结果作相应的运算                     break                 # 如果是1，则弹出运算符栈内最后一个元素和数字栈内最后两个元素                 elif tag == 1:                     if item in ['√', 'sin', 'arcsin']:                         op_stack.append(item)                         break                     op = op_stack.pop()                     num2 = num_stack.pop()                     num1 = num_stack.pop()                     # 将计算结果压入数字栈并接着循环，直到遇到break跳出循环                     num_stack.append(calculate(num1, num2, op))     # 大循环结束后，数字栈和运算符栈中可能还有元素的情况     while len(op_stack) != 0:         op = op_stack.pop()         num2 = num_stack.pop()         num1 = num_stack.pop()         num_stack.append(calculate(num1, num2, op))     result = str(num_stack[0])     # 去掉无效的0和小数点，例：1.0转换为1     if result[len(result) - 1] == '0' and result[len(result) - 2] == '.':         result = result[0:-2]     return result if __name__ == '__main__':     # formula = "2 * ( 3 - 5 * ( - 6 + 3 * 2 / 2 ) )"     formula = "arcsin ( 0 )"     formula_list = formula_format(formula)     result = final_calc(formula_list)     print("算式：", formula)     print("计算结果：", result)