Простой GUI калькулятор на Python #2 / forpes.ru

Главная
Простой GUI калькулятор на Python #2

Простой GUI калькулятор на Python #2 +13

03.11.2021 19:06

lesskop 10 9300 Источник

Штош. В прошлой статье мы сделали дизайн калькулятора. Ну а зачем нам этот голый дизайн без функционала, правильно?

Импортируем библиотеки, следуя стилю PEP 8:

import sys

from PySide6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow

from design import Ui_MainWindow

Напишем дефолтный код для запуска любого Qt приложения с файлом дизайна. Если вам хочется подробнее узнать о работе каждой строчки кода, приглашаю посетить документацию.

class Calculator(QMainWindow):
	def __init__(self):
		super(Calculator, self).__init__()
		self.ui = Ui_MainWindow()
		self.ui.setupUi(self)
        
if __name__ == "__main__":
	app = QApplication(sys.argv)

	window = Calculator()
	window.show()

	sys.exit(app.exec())

Если у вас не установлен в систему шрифт Rubik, то в вашем приложении шрифт будет дефолтным. Для решения этой проблемы не нужно устанавливать шрифт в систему. Импортируем:

from PySide6.QtGui import QFontDatabase

Теперь используем метод добавления шрифта приложения, в который передадим файл шрифта. Я сделал это в конструкторе класса.

QFontDatabase.addApplicationFont("fonts/Rubik-Regular.ttf")

Добавляем цифры

def add_digit(self):
	btn = self.sender()

Метод sender() возвращает Qt объект, который посылает сигнал.

def sender(self): # real signature unknown; restored from __doc__
	""" sender(self) -> PySide6.QtCore.QObject """
	pass

В нашем случае сигнал является нажатием кнопки. Создадим кортеж с именами кнопок-цифр.

digit_buttons = ('btn_0', 'btn_1', 'btn_2', 'btn_3', 'btn_4',
                 'btn_5', 'btn_6', 'btn_7', 'btn_8', 'btn_9')

По дефолту в поле всегда стоит 0. В этом случае, если нажимается кнопка с цифрой, текст поля заменяется на эту цифру. Получается, что при нажатии на 0 ничего не будет происходить.

if btn.objectName() in digit_buttons:
	if self.ui.le_entry.text() == '0':
		self.ui.le_entry.setText(btn.text())

Если же в поле не 0, то просто добавляем текст нажатой цифры в строку поля.

else:
	self.ui.le_entry.setText(self.ui.le_entry.text() + btn.text())

Полный код метода добавления цифры

def add_digit(self):
	btn = self.sender()

	digit_buttons = ('btn_0', 'btn_1', 'btn_2', 'btn_3', 'btn_4',
                 	 'btn_5', 'btn_6', 'btn_7', 'btn_8', 'btn_9')

  if btn.objectName() in digit_buttons:
    if self.ui.le_entry.text() == '0':
      self.ui.le_entry.setText(btn.text())
    else:
      self.ui.le_entry.setText(self.ui.le_entry.text() + btn.text())

Теперь нужно соединить нажатия кнопок с этим методом. Напишем в конструкторе класса.

# digits
self.ui.btn_0.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_1.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_2.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_3.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_4.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_5.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_6.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_7.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_8.clicked.connect(self.add_digit)
self.ui.btn_9.clicked.connect(self.add_digit)

Изначально был такой код. Но зачем передавать цифру-аргумент, если можно взять её из кнопки?

def add_digit(self, btn_text: str) -> None:
	if self.ui.le_entry.text() == '0':
		self.ui.le_entry.setText(btn_text)
	else:
		self.ui.le_entry.setText(self.ui.le_entry.text() + btn_text)

Соединения кнопок с методом

# digits
self.ui.btn_0.clicked.connect(lambda: self.add_digit('0'))
self.ui.btn_1.clicked.connect(lambda: self.add_digit('1'))
self.ui.btn_2.clicked.connect(lambda: self.add_digit('2'))
self.ui.btn_3.clicked.connect(lambda: self.add_digit('3'))
self.ui.btn_4.clicked.connect(lambda: self.add_digit('4'))
self.ui.btn_5.clicked.connect(lambda: self.add_digit('5'))
self.ui.btn_6.clicked.connect(lambda: self.add_digit('6'))
self.ui.btn_7.clicked.connect(lambda: self.add_digit('7'))
self.ui.btn_8.clicked.connect(lambda: self.add_digit('8'))
self.ui.btn_9.clicked.connect(lambda: self.add_digit('9'))

Посмотрим на результат.

Если вам режет глаз выход цифр за границы поля, потерпите. Мы решим эту проблему в следующей статье.

Очищаем Line Edit и Label

def clear_all(self) -> None:
	self.ui.le_entry.setText('0')
	self.ui.lbl_temp.clear()

Сделаем такой же метод для очистки только поля.

def clear_entry(self) -> None:
	self.ui.le_entry.setText('0')

Соединяем.

# actions
self.ui.btn_clear.clicked.connect(self.clear_all)
self.ui.btn_ce.clicked.connect(self.clear_entry)

Добавляем точку

Почему вообще точка, а не запятая? Просто число с точкой можно сразу конвертировать в вещественное число, а с запятой придется еще менять знак. Да, мне лень.

Логика проста. Если точки нет в поле, значит добавляем.

def add_point(self) -> None:
	if '.' not in self.ui.le_entry.text():
		self.ui.le_entry.setText(self.ui.le_entry.text() + '.')

Соеди что? Правильно, няем.

self.ui.btn_point.clicked.connect(self.add_point)

Добавляем временное выражение

Что вообще оно из себя представляет? Есть два типа временных выражений:

1) Число и математический знак. Грубо говоря, это память калькулятора.

2) Равенство

def add_temp(self) -> None:
	btn = self.sender()

Для начала нам нужно убедиться, что в лейбле нет текста. Затем ставим во временное выражение число из поля ввода + текст кнопки btn.

if not self.ui.lbl_temp.text():
	self.ui.lbl_temp.setText(self.ui.le_entry.text() + f' {btn.text()} ')

Еще нужно очистить поле ввода. Полный код метода:

def add_temp(self) -> None:
	btn = self.sender()

	if not self.ui.lbl_temp.text():
		self.ui.lbl_temp.setText(self.ui.le_entry.text() + f' {btn.text()} ')
		self.ui.le_entry.setText('0')

Прикрутим пока одну кнопку сложения для теста.

self.ui.btn_add.clicked.connect(self.add_temp)

Точка и незначащие конечные нули не обрезаются.

Убираем незначащие конечные нули

Сделаем статический метод для решения этой проблемы. Передавать в функцию мы будем string число, получать то же самое.

@staticmethod
def remove_trailing_zeros(num: str) -> str:

Введем переменную n, которая приводит аргумент сначала к типу float, потом к string.

n = str(float(num))

Приведение к float обрезает нули, но не все. В конце остается .0. Мы будем возвращать срез строки без двух последних символов, если они равны .0, иначе будем возвращать просто n.

return n[:-2] if n[-2:] == '.0' else n

Полный код метода:

@staticmethod
def remove_trailing_zeros(num: str) -> str:
	n = str(float(num))
	return n[:-2] if n[-2:] == '.0' else n

Теперь добавим обрезку незначащих нулей в метод добавления временного выражения:

def add_temp(self) -> None:
	btn = self.sender()
	entry = self.remove_trailing_zeros(self.ui.le_entry.text())

	if not self.ui.lbl_temp.text():
		self.ui.lbl_temp.setText(entry + f' {btn.text()} ')
		self.ui.le_entry.setText('0')

Старый код с передачей знака-аргумента

def add_temp(self, math_sign: str):
	if not self.ui.lbl_temp.text() or self.get_math_sign() == '=':
		self.ui.lbl_temp.setText(
      self.remove_trailing_zeros(self.ui.le_entry.text()) + f' {math_sign} ')
		self.ui.le_entry.setText('0')

Получаем число из Line Edit

Запишем в переменную текст поля, уберем потенциальную точку с помощью strip().

def get_entry_num(self):
	entry = self.ui.le_entry.text().strip('.')
	return float(entry) if '.' in entry else int(entry)

Возвращаем float, если точка есть в переменной, иначе возвращаем int, то есть целое число.

Добавим type hint к методу. Он может возвращать только целое или вещественное число. Для этого импортируем:

from typing import Union, Optional

Optional используем позже.

def get_entry_num(self) -> Union[int, float]:

В Python 3.10 не нужно ничего импортировать.

Можно просто написать

def get_entry_num(self) -> int | float:

Получаем число из Label

Если в лейбле есть текст, получаем его, разделяем по пробелам и берем первый элемент, то есть число.

def get_temp_num(self):
	if self.ui.lbl_temp.text():
		temp = self.ui.lbl_temp.text().strip('.').split()[0]
		return float(temp) if '.' in temp else int(temp)

Type hint здесь - Union[int, float, None].

def get_temp_num(self) -> Union[int, float, None]:

Получаем знак из Label

Чтобы получить знак, нам нужно удостовериться в наличии текста в лейбле, затем получить текст из него, разделить по пробелам и вытащить последний элемент.

def get_math_sign(self):
	if self.ui.lbl_temp.text():
		return self.ui.lbl_temp.text().strip('.').split()[-1]

Type hint здесь - Optional[str]. Это означает, что метод может вернуть либо строку, либо ничего. Как Union[str, None], только компактнее и читабельнее.

def get_math_sign(self) -> Optional[str]:

Вычисляем выражение

Так, калькулятор же считать должен, я правильно понимаю? Ну тогда импортируем сложение, вычитание, умножение и деление из стандартной библиотеки operator.

from operator import add, sub, mul, truediv

Теперь создадим словарь с операциями. Каждому знаку присвоим его логическую функцию.

operations = {
    '+': add,
    '−': sub,
    '×': mul,
    '/': truediv
}

Создадим метод вычисления.

def calculate(self):
	entry = self.ui.le_entry.text()
	temp = self.ui.lbl_temp.text()

Если в лейбле есть текст, вводим переменную результата. Обрезаем конечные нули, приводим к строке. Берем операцию из словаря по знаку, в скобках указываем с какими числами провести операцию. Заметьте, что порядок передачи аргументов важен для деления и вычитания. Сначала мы передаем число из временного выражения, а потом из поля ввода.

if temp:
	result = self.remove_trailing_zeros(
		str(operations[self.get_math_sign()](self.get_temp_num(), self.get_entry_num())))

Добавляем в лейбл число из поля ввода и знак =

self.ui.lbl_temp.setText(temp + self.remove_trailing_zeros(entry) + ' =')

Ставим результат в поле ввода и возвращаем его.

self.ui.le_entry.setText(result)
return result

Type hint - Optional[str].

def calculate(self) -> Optional[str]:

Полный код метода вычисления

def calculate(self) -> Optional[str]:
	entry = self.ui.le_entry.text()
	temp = self.ui.lbl_temp.text()

	if temp:
		result = self.remove_trailing_zeros(
			str(operations[self.get_math_sign()](self.get_temp_num(), self.get_entry_num())))
		self.ui.lbl_temp.setText(temp + self.remove_trailing_zeros(entry) + ' =')
		self.ui.le_entry.setText(result)
		return result

Полный код метода вычисления

def calculate(self) -> Optional[str]:
	entry = self.ui.le_entry.text()
  temp = self.ui.lbl_temp.text()

  if temp:
  	result = self.remove_trailing_zeros(
    	str(operations[self.get_math_sign()](self.get_temp_num(), self.get_entry_num())))
    self.ui.lbl_temp.setText(temp + self.remove_trailing_zeros(entry) + ' =')
    self.ui.le_entry.setText(result)
    return result

Присоединяем.

Метод математической операции

def math_operation(self):
	temp = self.ui.lbl_temp.text()
	btn = self.sender()

Если в лейбле нет выражения, мы его добавляем, удивительно.

if not temp:
	self.add_temp()

Если выражение есть, берем знак. Если он не равен знаку нажатой кнопки, то есть два случая. Первый - это равенство. В этом случае просто добавляем временное выражение. Иначе меняем знак выражения на знак нажатой кнопки.

else:
	if self.get_math_sign() != btn.text():
		if self.get_math_sign() == '=':
			self.add_temp()
		else:
			self.ui.lbl_temp.setText(temp[:-2] + f'{btn.text()} ')

Если же знак равен знаку нажатой кнопки, то мы считаем выражение и добавляем в конец лейбла этот знак.

Полный код математической операции

def math_operation(self) -> None:
	temp = self.ui.lbl_temp.text()
	btn = self.sender()

	if not temp:
		self.add_temp()
	else:
		if self.get_math_sign() != btn.text():
			if self.get_math_sign() == '=':
				self.add_temp()
      else:
        self.ui.lbl_temp.setText(temp[:-2] + f'{btn.text()} ')
    else:
			self.ui.lbl_temp.setText(self.calculate() + f' {btn.text()}')

Полный код математической операции

def math_operation(self) -> None:
	temp = self.ui.lbl_temp.text()
	btn = self.sender()

	if not temp:
		self.add_temp()
	else:
		if self.get_math_sign() != btn.text():
			if self.get_math_sign() == '=':
				self.add_temp()
			else:
				self.ui.lbl_temp.setText(temp[:-2] + f'{btn.text()} ')
		else:
			self.ui.lbl_temp.setText(self.calculate() + f' {btn.text()}')

Соединяем.

self.ui.btn_add.clicked.connect(self.math_operation)
self.ui.btn_sub.clicked.connect(self.math_operation)
self.ui.btn_mul.clicked.connect(self.math_operation)
self.ui.btn_div.clicked.connect(self.math_operation)

Старый код метода вычисления со знаком-аргументом

def math_operation(self, math_sign: str):
	temp = self.ui.lbl_temp.text()

	if not temp:
		self.add_temp(math_sign)
	else:
		if self.get_math_sign() != math_sign:
			if self.get_math_sign() == '=':
				self.add_temp(math_sign)
			else:
				self.ui.lbl_temp.setText(temp[:-2] + f'{math_sign} ')
		else:
			self.ui.lbl_temp.setText(self.calculate() + f' {math_sign}')

self.ui.btn_add.clicked.connect(lambda: self.math_operation('+'))
self.ui.btn_sub.clicked.connect(lambda: self.math_operation('−'))
self.ui.btn_mul.clicked.connect(lambda: self.math_operation('×'))
self.ui.btn_div.clicked.connect(lambda: self.math_operation('/'))

Помолимся за здравие Гвидо Ван Россума и запустим программу.

Почему-то не хочет дальше считать с равенством. А я вам расскажу почему. В методе добавления временного выражения нужно добавить дополнительное условие. В итоге получится "если временного выражения нет или есть равенство".

def add_temp(self) -> None:
	btn = self.sender()
	entry = self.remove_trailing_zeros(self.ui.le_entry.text())

	if not self.ui.lbl_temp.text() or self.get_math_sign() == '=':
		self.ui.lbl_temp.setText(entry + f' {btn.text()} ')
		self.ui.le_entry.setText('0')

И вот еще покажу, как меняется знак, если вы постоянно промахиваетесь по кнопке.

Заключение

Штош, в следующей статье допишем калькулятор. Сделаем отрицание, backspace, несколько шорткатов для одной кнопки и обработаем ошибки. До встречи.

Репозиторий на GitHub

Комментарии (10)

Mihahanya
03.11.2021 21:04
#23665044
+1
Ура! Теперь я знаю как написать калькулятор на пайтоне!

Gengenid
04.11.2021 10:28
#23666338
Это, конечно, скорее к первой части комментарий, но квадратным корнем лично я пользуюсь на порядок чаще отрицательных чисел.
1. lesskop Автор
  04.11.2021 11:56
  #23666588
  Я же и написал в первой части, что функционал вы можете выбрать сами.

QtRoS
04.11.2021 10:45
#23666382
Хорошо бы где-то добавить дисклеймер, что так программировать функционал можно только в самых простых примерах. Отсутствие границы между UI и смысловой начинкой не позволяет писать тестируемый, поддерживаемый код.
1. lesskop Автор
  04.11.2021 12:01
  #23666594
  +1
  Статья ориентирована на новичков. Я думаю, по мере увеличения объема и сложности проекта, идея создания границы между UI и смысловой начинкой сама попроситься в голову.

Alex_Nevskiy
04.11.2021 11:54
#23666572
Хотел взять фонт Rubik себе на заметку, но вот как он выглядит у вас в программе (слева) и вот как на сайте Google Fonts (справа) - разные шрифты!
1. lesskop Автор
  04.11.2021 11:54
  #23666576
  На сайте Google Fonts:
  
  Не знаю, где вы так смотрели
  1. Alex_Nevskiy
    04.11.2021 12:03
    #23666598
    Смотрел по вашей ссылке, но, действительно, сейчас нормально Google Fonts показывает. Спасибо, все ok.

mahonya
08.11.2021 09:42
#23679598
попробуйте сделать 0.1+0.1+0.1=0.401

или 0.1+0.1=+0.1=0.30000000000000
1. lesskop Автор
  08.11.2021 10:51
  #23679876
  Это ошибка, связанная с вещественными числами на уровне их реализации. Расскажу об этом в третьей части. Так работает не только в Python, вот вам пример в JavaScript:

Простой GUI калькулятор на Python #2 +13

Добавляем цифры

Очищаем Line Edit и Label

Добавляем точку

Добавляем временное выражение

Убираем незначащие конечные нули

Получаем число из Line Edit

Получаем число из Label

Получаем знак из Label

Вычисляем выражение

Метод математической операции

Заключение

Комментарии (10)

Mihahanya

Gengenid

lesskop Автор

QtRoS

lesskop Автор

Alex_Nevskiy

lesskop Автор

Alex_Nevskiy

mahonya

lesskop Автор