python编程计算器_Python3-用Python编写计算器的3种方法
用python实现简单的计算器功能,有很多思路,这里介绍三种方法,并分析各自的优缺点。下图是一个真是的计算器,由StellrWeb摄于Unsplash:
众所周知,根据Tao of Python的规定,对于任何给定任务:
应该有一种明显的方法,最好只有一种
但是,在编写简单的计算器程序的情况下,有许多不同的方法可以执行此操作。哪一个是“最佳”,很大程度上取决于上下文。
在本文中,我将讨论三种常见的方法,包括每种方法的优点和缺点。
方案1:条件分支法
如果只有一种“明显”的方式在Python中构建计算器,那就是使用条件分支。
基本步骤是:
要求用户输入
根据选择的操作员有条件地选择一项操作
使用选定的运算符执行计算
打印结果
实现代码如下:
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20num1 = input("First Number:\n")
operator = input("Operator (+, -, *, /):\n")
num2 = input("Second Number:\n")
num1 = float(num1)
num2 = float(num2)
out = None
if operator == "+":
out = num1 + num2
elif operator == "-":
out = num1 - num2
elif operator == "*":
out = num1 * num2
elif operator == "/":
out = num1 / num2
print("Answer: " + str(out))
执行该程序,控制台输出:
1
2
3
4
5
6
7
8First Number:
1
Operator (+, -, *, /):
+
Second Number:
2
Answer: 3.0
这种方法缺点是:
一个简单的任务有很多代码
方案2:eval()
另一种方法是使用Python的内置eval()函数。 eval允许将任何字符串评估为Python表达式。这是个非常强大的功能,因为它允许在运行时动态生成和执行代码。
使用此代码,可以将以上代码简化为:
1
2
3calc = input("Type calculation:n")
print("Answer: " + str(eval(calc)))
与解决方案1相比,eval()有一些优点:
它可以接受任意表达式(例如1 + 2-3 * 4`),而不仅限于二元操作
代码少
如果仅在自己的计算机上本地使用”eval”,它可能是“一种明显的方式”,因为它非常方便且功能强大。但是,在生产环境中应格外小心。原因是eval可以执行任意python表达式,因此可以用于恶意目的。
可以在此处上找到有关”eval”的安全风险的好文章。
方案3:字典查找和递归
在此版本的Python计算器中,与解决方案1相比,我们将进行以下增强:
字典查找用于排除条件分支。这使代码更清洁,更具可读性和可扩展性
使用Python的operator模块来代替定义我们自己的数学函数
递归用于支持复杂的数学表达式(不仅仅是二进制运算)
结果代码如下:
这种方法比解决方案1更强大,并且比解决方案2更安全。
它的工作方式是,当用户传入一个字符串(例如1 + 2*3)时,我们的calculate()函数遍历我们在operators词典中定义的每个运算符,并调用字符串partition方法首次出现在该运算符上。对于”1 + 2 * 3”,这将给我们:
1
2
3left = '1'
operator = '+'
right = '2*3'
calculate()是然后在子表达式上递归调用,直到它s.isdigit()返回true为止。因此,在上面的示例中,我们的递归调用将如下所示:
1return operators['+'](calculate('1'), calculate('2*3'))
解析为:
1return add(1, 6)
完整代码如下:
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19from operator import pow, truediv, mul, add, sub
operators = {
'+': add,
'-': sub,
'*': mul,
'/': truediv
}
def calculate(s):
if s.isdigit():
return float(s)
for c in operators.keys():
left, operator, right = s.partition(c)
if operator in operators:
return operators[operator](calculate(left), calculate(right))
calc = input("Type calculation:\n")
print("Answer: " + str(calculate(calc)))
运行该程序,控制台输出 :
1
2
3Type calculation:
1+2*3-5
Answer: 2.0
终极方案方案:使用e模块!
终极方法是使用e模块。这样,我们可以从命令行打开Python解释器“直接”计算Python表达式。
安装:
1pip install e
然后使用一行命令即可计算任意表达式:
1
2
3
4$ python -me 1 + 1
2
$ python -me "10 * 5 - (6**2) + 6 / 3"
16
十分简单易用!
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