摘要：獲取怎樣的數(shù)據(jù)在這里首先需要考慮，我們的四則運算計算器的計算復雜度是如何的是僅能計算兩個數(shù)值的簡單運算，如還是能進行混合四則運算，如那么你想處理運算的復雜程度就決定了你想獲取怎樣的數(shù)據(jù)，這是很實際的問題。

在上一篇文章的介紹中，我們提及了Python的三種基本數(shù)據(jù)類型，如文章末尾所說，Python中的內(nèi)建數(shù)據(jù)類型并不僅僅是這幾種，但其實我從接觸Python到現(xiàn)在，往往就是這幾種簡單而又基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型占了很大的比重，或許這就是二八法則吧。上一章我們開了個好頭，我希望從本章開始，可以通過實際的案例講解來逐步深入學習。那么經(jīng)過我這幾天的思索，我認為有必要寫一個簡單的小學生四則運算計算器，來作為本章采用的案例。因為往往貼近實際生活的案例，才是真正能夠吸引你繼續(xù)學下去的動力。

在拿到一個案例（也就是要解決的問題）時，我們首先要進行分析，那么針對本次的四則運算計算器，我們通過以下幾個步驟進行分析：

主題

簡易四則運算計算器

實現(xiàn)形式

因為考慮初學者，這里暫時不提及GUI編程，如果有對GUI編程感興趣的同學，可以推薦兩個Python的GUI庫：

Python自帶的TK

從QT融合的PyQT

那么為了降低實現(xiàn)難度，我決定采用在命令行輸入值的方式實現(xiàn)計算功能。

通過簡單的分析，我們鎖定需要實現(xiàn)以下幾項功能：

輸入

如果我們想與計算機進行交互，那么首先就需要通過鍵盤將想要處理的數(shù)據(jù)輸入到計算機中。

數(shù)據(jù)處理

輸入的數(shù)據(jù)可以推斷至少包含兩種：數(shù)字數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)，我們需要考慮如何分拆數(shù)據(jù)，或者說如何分類對輸入數(shù)據(jù)進行處理。

運算

我們的簡易計算器要實現(xiàn)的四則運算：

加：‘+’，對應計算機運算符號‘+’

減：‘-’，對應計算機運算符號‘-’

乘：‘×’，對應計算機運算符號‘*’

除：‘÷’，對應計算機運算符號‘/’

這里面需要注意，我們常規(guī)手寫體運算符號和計算機運算符號的區(qū)別，關(guān)鍵是乘法和除法的區(qū)別。

輸出結(jié)果

當運算結(jié)束后，我們的程序需要將生成的計算結(jié)果反饋給用戶，在這里我們稱為輸出。

數(shù)據(jù)分析的重點是我們要獲取怎樣的數(shù)據(jù)，怎樣獲取數(shù)據(jù)，并如何進行數(shù)據(jù)處理，我們需要依次分析一下。

獲取怎樣的數(shù)據(jù)？

在這里首先需要考慮，我們的四則運算計算器的計算復雜度是如何的？是僅能計算兩個數(shù)值的簡單運算，如：1+2？還是能進行混合四則運算，如：(3+4)*8/6？那么你想處理運算的復雜程度就決定了你想獲取怎樣的數(shù)據(jù)，這是很實際的問題。那么在本章“簡單數(shù)據(jù)處理I”中，考慮到迭代式編程，我們就先實現(xiàn)簡單的兩個數(shù)值的簡單四則運算計算器，那么這里我們的計算器的名字又變長了：

計算器
命令行計算器
命令行四則運算計算器
僅處理兩個值的命令行四則運算計算器

怎么樣？夠簡單了吧？其實還不夠，讓我們接著往下看。

怎樣獲取數(shù)據(jù)？

Python的內(nèi)建IO函數(shù)input()可以幫助我們從命令行中獲取用戶的輸入值，但是輸入的值涉及到如何將輸入值取值及賦值的問題，因此就會出現(xiàn)以下兩種方式：

1.分段取值、賦值

分段取值很好理解，舉個例子，我們的兩個值的四則運算，如：1+2共分為三個部分，即兩個常量1和2，還有運算符+。這三個部分我們分別設(shè)定三個變量，譬如a、b、c分別進行賦值，即：

a = input("第一個數(shù)：")
b = input("輸入你想計算的運算符：")
c = input("第二個數(shù)：")

那么上面這段代碼便是分段取值、賦值，看起來直觀，但問題是用戶需要輸入多次，而且看起來很傻。

可以點擊鏈接參考input()函數(shù)使用方法。

2.一次性取值

相對上面的方法，我們可以采用一次性取值賦值的方法，如下：

a = input("輸入你想計算的公式")

通過單次取值，可以減少用戶輸入的復雜度，但是增加了編程的困難度，因為我們需要將單次的取值進行解析，區(qū)分開數(shù)字型數(shù)值和字符型運算符。

在這里我們?yōu)榱嗽僖淮谓档碗y度，我們將計算器的編程要求變?yōu)椋?/p>

計算器
命令行計算器
命令行四則運算計算器
分段取兩個值的命令行四則運算計算器

如何處理數(shù)據(jù)？

上面一直沒有提到的一點，input()函數(shù)獲取的任何數(shù)據(jù)，賦值時都是字符串類型的數(shù)據(jù)，也就是說無論用戶在命令行輸入的是什么，賦值后我們的取到的都是字符串，那么這里我們就需要將相應的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，而運算符的對應就需要進行各自邏輯判斷，在這里就需要處理以下兩問題：

上一篇文章中，我們提到了整數(shù)和浮點數(shù)，它們有各自的內(nèi)建函數(shù)int()和float() （可以點擊鏈接參考使用方法）可以用于數(shù)值類型轉(zhuǎn)換，那么我們需要將兩個取到的字符串型數(shù)值轉(zhuǎn)化為哪種類型的數(shù)字？

除了將四種運算符字符串對應到實際運算符時需要邏輯判斷外，是否需要判斷用戶輸入的運算符超出我們所限定的四則運算能力？

這里考慮不清楚沒有關(guān)系，我們帶著問題接著往下看，下面開始進入到我們的編程環(huán)節(jié)。

在正式開始編程前，除了上面需要進行的數(shù)據(jù)分析外，還我們需要做好以下的準備工作：

我使用過的幾種而且到現(xiàn)在還在一直使用編輯器：

Emacs

這個編輯器有毒，一旦用過會讓你欲罷不能，尤其是它的快捷鍵，推薦Purcell的配置。

PyCharm

能到達包的函數(shù)自動補全，集成化比較合理，推薦，官網(wǎng)（注冊碼可以自行百度）。

Atom

輕量級，拓展也很方便，改版后速度能讓人滿意，官網(wǎng)。

input()內(nèi)建函數(shù)，可以獲取命令行輸入值，并進行賦值。

int()和float() ,可以將字符串轉(zhuǎn)換為對應的數(shù)值類型。

print(),可以將計算結(jié)果打印輸出到命令行

條件語句if,elif和else，即：

if a == True:
# 如果a為真，我們要做什么？
elif b == True:
# 如果b為真，我們要做什么？
else:
# 如果a、b都不為真，我們要做什么？

如果這里不太懂，可以參考手冊中條件語句if的用法。

in語句，一般用于序列判斷中，例如：

a = "China"
b = "n"
b in a
# 返回值為True，因為字符“n”在“China”中

not語句，表示否的意思，延續(xù)上一個例子：

a = "China"
c = "s"
c not in a
# 返回值為True，因為字符“s”不在“China”中

我們現(xiàn)在開始編程，但是編程之前需要明確前面最后留下的問題，首先字符串需要轉(zhuǎn)換為浮點型，因為需要考慮到計算含精度數(shù)值的運算；其次，為限制我們的運算規(guī)則，我們需要用條件語句if來判斷用戶輸入的運算符是否在我們規(guī)定的四則運算中，而且這個判斷的優(yōu)先級在最高層。下面我們來看看實現(xiàn) ：

## 通過input()取值，并直接用float()將獲取的字符串轉(zhuǎn)化為浮點數(shù)

x = float(input("First Num: "))
# 獲取第一個值
o = input("Operator: ")
# 獲取運算符
y = float(input("Second Num: "))
# 獲取第二個值
result = 0
# 初始化一個結(jié)果變量，賦值為0

## 通過input()取值，并直接用float()將獲取的字符串轉(zhuǎn)化為浮點數(shù)

x = float(input("First Num: "))
# 獲取第一個值
o = input("Operator: ")
# 獲取運算符
y = float(input("Second Num: "))
# 獲取第二個值
result = 0
# 初始化一個結(jié)果變量，賦值為0

if o not in "+-*/":
    # 如果運算符不在字符串"+-*/"中，需要輸出的內(nèi)容
else：
    # 如果運算符符合要求，開始分類計算

## 通過input()取值，并直接用float()將獲取的字符串轉(zhuǎn)化為浮點數(shù)

x = float(input("First Num: "))
# 獲取第一個值
o = input("Operator: ")
# 獲取運算符
y = float(input("Second Num: "))
# 獲取第二個值
result = 0
# 初始化一個結(jié)果變量，賦值為0

if o not in "+-*/":
    # 如果運算符不在字符串"+-*/"中，需要輸出的內(nèi)容
    print("Sorry! Out of my capability areas!")
else：
    # 如果運算符符合要求，開始分類計算，并賦值到result
    if o == "+":
      result = x + y
    elif o == "-":
      result = x - y
    elif o == "*":
      result = x * y
    else:
      result = x / y

注意：幾乎大部分語言都相似的語法，賦值使用單個等號=，而兩個等號==用于判斷等號兩側(cè)的值是否相等。

## 通過input()取值，并直接用float()將獲取的字符串轉(zhuǎn)化為浮點數(shù)

x = float(input("First Num: "))
# 獲取第一個值
o = input("Operator: ")
# 獲取運算符
y = float(input("Second Num: "))
# 獲取第二個值
result = 0
# 初始化一個結(jié)果變量，賦值為0

if o not in "+-*/":
    # 如果運算符不在字符串"+-*/"中，需要輸出的內(nèi)容
    print("Sorry! Out of my capability areas!")
else：
    # 如果運算符符合要求，開始分類計算，并賦值到result
    if o == "+":
      result = x + y
    elif o == "-":
      result = x - y
    elif o == "*":
      result = x * y
    else:
      result = x / y
      
# 將結(jié)果輸出到命令行      
print(result)

那么通過上面16行的代碼最終實現(xiàn)了一個簡易的四則運算計算器，本篇的重點不在于編程的復雜與否，而是希望可以通過計算器的編程，對語言初學者推介以下幾點內(nèi)容：

對實際問題進行編程的數(shù)據(jù)分析思維

數(shù)據(jù)分析的細節(jié)處理，往往數(shù)據(jù)分析的越到位，最終實現(xiàn)的效果就會越好

本章的語言內(nèi)容部分新增介紹的幾個重點：條件判斷語句if、elif、else、in、not和==，內(nèi)建IO函數(shù)input()和print()，以及用內(nèi)建函數(shù)float()進行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

其實Python作為動態(tài)解釋類腳本語言，在實際使用過程中體現(xiàn)的淋漓盡致，龐大的擴展庫就不深入探究，僅是內(nèi)建函數(shù)的使用就讓人感覺暢快淋漓。下面回顧一下全篇內(nèi)容，在Python中其實僅用2行代碼就可以實現(xiàn)上面所說的：

不用邏輯判斷
不用區(qū)分數(shù)值類型
一次性取值（即表達式）
混合四則運算(且不僅限于四則運算）
命令行
計算器

除命令行這點不太讓人滿意外，計算器全部功能的實現(xiàn)僅需引入一個內(nèi)建函數(shù)eval()，讓我們來看看代碼實現(xiàn)：

x = input("Expression Computer: ")
print(eval(x))

可點擊eval()鏈接參考詳細使用方法。

那么這便是Python的魅力所在。

我之前有段時間一直在學習PyQt，但后來考慮到運行效率問題，總感覺Python跟GUI隔層墻，后來索性就閑置了，等回頭哪天又心血來潮，希望自己能重試Pytho的GUI開發(fā)夢。
由于Qt是由C++實現(xiàn)的，實際開發(fā)效果還算中等偏上，學習中我是參考Qt的C++代碼轉(zhuǎn)錄為Python代碼，可以正常運行，如果感興趣的同學可以點擊鏈接《PyQt5 - QWidgets部件進階教程之計算器》，如有問題，望各位斧正。