實驗一 計算器的設計與實現
一、實驗目的與要求
實驗目的：鍛鍊可視化編程能力。
實驗要求：
- 熟悉VC++、Visual Studio C#或者Java編程環境。
- 運用面向對象程序設計知識對實驗題目進行分析和設計。
- 進行程序編寫和調試工作。
二、實驗內容
使用MFC框架在Visual Studio 6.0環境下（也可使用Visual Studio c#或者Java編程環境）編寫一個簡易的計算器，能實現簡單的加、減、乘、除四則運算，並加入特定的一些效果，如使計算器的顏色在紅色，綠色和藍色之間輪流變換等。完成諸如計算器對話框的創建、控件編輯、界面設計、關鍵功能的實現等工作。
三、實驗設計
本次計算機設計實驗採用python編程環境，設計分爲兩部分：
1）計算的實現 2）計算機可視化界面的實現
計算部分，採用python中自帶的eval()函數爲核心算法，原因在於eval()函數可以直接對輸入其中的字符串進行計算，確保輸入的字符串可計算即可，又採用try-except格式語句，對不能計算的情況進行處理，使其返回ERROR！
可視化界面設計部分，調用tkinter模塊，內置多項可視化組件，其中包括文本輸入框（Entry）、按鈕組件（Button）、框架（Frame）、標籤（Label）等等，引入各個組件並通過佈局函數pack()逐次調整位置，令其儘量美觀。大小方面使用expand=YES命令使用戶可以自由調整大小。計算器顏色方面以下程序中提供了三種顏色可供選擇，使用時選擇#style.configure 。。。。。的其中一個語句，將#（註釋符）去掉即可。
代碼量部分，採用python編程環境代碼量較少，僅50行（含註釋），也更美觀。
四、核心程序代碼
from tkinter import *
from tkinter.ttk import *
#將Frame的共同屬性作爲默認值，方便創建
def my_frame(master):
w=Frame(master)
w.pack(side=TOP,expand=YES,fill=BOTH)#expand控制fill開關，fill爲X、Y、BOTH
return w
#將Button的共同屬性作爲默認，方便創建
def my_Button(master,text,command):
w=Button(master,text=text,command=command,width=5)
w.pack(side=LEFT,expand=YES,fill=BOTH,padx=2,pady=2) #padx、pady設置按鈕所佔空間格大小
return w
#退格鍵功能設置，將數字串最末字符刪除並返回
def back(text):
if len(text)>0:
return text[:-1]
else:
return text
#利用eval函數計算表達式的值
def calc(text):
try:
return eval(text) #此處爲計算器的計算語句，簡單粗暴
except (SyntaxError,ZeroDivisionError,NameError):
return 'ERROR!'
#計算器界面實現
wind=Tk()
wind.title('Demut-Calculator') #標題
text=StringVar()
#創建文本框
Entry(wind,textvariable=text).pack(expand=YES,fill=BOTH,padx=3,pady=4)
#創建ttk子模塊的Style對象，設置按鈕內邊距及顏色
style=Style()
#style.configure('TButton',padding=3,background="#00FFFF",foreground="#008B8B")
#style.configure('TButton',padding=3,background="#00FFFF",foreground="#87CEFA")
style.configure('TButton',padding=3,background="#87CEFA",foreground="#DA70D6")
#創建第一行三個按鈕
my1=my_frame(wind)
Label(my_Button(my1,'Backspace',lambda t=text:t.set(back(t.get()))),style="TButton")
Label(my_Button(my1,'Clear',lambda t=text:t.set('')),style="TButton")
Label(my_Button(my1,'Inverse',lambda t=text:t.set('-('+t.get()+')')),style="TButton")
#創建其餘四行
for key in ('789/','456*','123-','0.=+'):
my2=my_frame(wind)
for ch in key:
if ch =='=':
Label(my_Button(my2,ch,lambda t=text:t.set(calc(t.get()))),style="TButton")
else:
Label(my_Button(my2,ch,lambda t=text,c=ch:t.set(t.get()+c)),style="TButton")
wind.mainloop()
五、實驗結果
1）測試一：（驗證+ - * / 的運算）
測試語句爲：2+3*2+6/3
測試結果如下：
運行前：
運行後：
2）測試二： （驗證帶小數點的運算）
測試語句爲：1.5+3.5
測試結果如下：
運行前：
運行後：
3）測試三： （驗證帶‘取負數操作’的運算）
測試語句爲：2+2 之後對其取負數，再+1
測試過程：
取反前：
取反後：（點擊inverse按鈕後）
+1 運算：
測試結果：
4）測試四： （驗證Backspace操作）
測試語句： 123 Backspace
測試結果：
運行前：
運行後：
5）測試五： （驗證clear操作）
測試語句： 123 Clear
測試結果：
運行前：
運行後：
6）測試六： （驗證非法語句的運算）
測試語句： 1+5*
測試結果：
運行前：
運行後：
7）測試七： （顏色變化）
測試結果：
六、實驗總結
初次接觸可視化界面的程序設計，選用python編程環境，在計算方面佔有很大的優勢，可以不用處理各個運算符的優先級順序，但在界面設計部分需要注意很多因素，包括按鈕的內外邊距、文本框組件的佈局位置、按鈕背後的函數傳參問題、非法語句的運算處理等等，因此此次實驗有效鍛鍊了使用python處理問題的能力，在查找以及使用各個模塊的同時，提高了代碼的閱讀效率以及利用率，在可視化部分自己有一個顯著的提高。
另需特別聲明：由於自身軟件問題（pycharm），缺乏相應的bg顏色更改功能，按鈕的背景顏色更改在代碼中雖有體現，在此軟件上確無法得到體現，而前景顏色可以展現出來，因此我保留了背景顏色更改語句，如有需要可運行查看。