如何用PyQt5实现一个简易计算器应用

最新推荐文章于 2025-12-15 14:46:55 发布
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在本篇博客中，我将详细介绍如何使用PyQt5构建一个简易计算器应用。这个计算器能够执行基本的数学运算（如加法、减法、乘法、除法），并且能计算sin和cos值。用户可以通过图形界面输入数字、运算符，按下“=”按钮进行计算，还可以清空输入框，计算三角函数。

1. 项目介绍

在现代应用开发中，图形用户界面（GUI）是提升用户体验的重要部分。Python作为一门易学且功能强大的编程语言，拥有丰富的GUI开发框架，而PyQt5是其中最为流行的一种。

通过本项目，我们将创建一个简易计算器，主要功能包括：

  • 支持数字输入。

  • 支持基本的数学运算（加法、减法、乘法、除法）。

  • 支持计算sin和cos值（基于角度）。

  • 支持结果的显示和错误处理。

本计算器的UI设计将使用PyQt5的设计器工具来创建，而业务逻辑将由Python脚本处理。

2. 项目结构

本项目由两部分组成：

  1. UI设计部分：通过PyQt5的界面设计工具（pyuic5）生成UI界面。

  2. 功能实现部分：通过Python编写程序逻辑来处理用户输入和计算。

2.1 设计UI

首先，我们需要使用PyQt5的界面设计工具来设计UI。UI包括数字按钮、运算符按钮、清空按钮、计算按钮和输入框。我们将通过界面上的按钮来模拟用户输入，输入框（lineEdit）用于显示当前输入内容或计算结果。

设计思路：

  • 计算器界面包含数字按钮（0-9）、常用运算符（+、-、*、/）、三角函数（sin、cos）、清空按钮和计算按钮（=）。

  • 输入框用于显示用户的输入和计算结果。

通过Qt Designer生成一个UI文件，我们可以使用pyuic5将其转化为Python代码。设计的界面如下所示：

  • 顶部：标题“简易计算机”。

  • 中部：一个lineEdit，用于显示输入或结果。

  • 下方：按钮区，包括数字按钮、运算符按钮、三角函数按钮、清空按钮和计算按钮。

2.2 编写逻辑代码

UI设计完成后，我们将重点编写逻辑代码部分。主要包括以下几个功能：

  • 数字和运算符输入：点击数字按钮或运算符按钮，将按钮上的内容添加到lineEdit中。

  • 等号按钮：点击=按钮时，计算输入的数学表达式。

  • sin和cos按钮：点击sin或cos按钮时，计算输入数字的三角函数值。

  • 清空按钮：点击clean按钮时，清空输入框。

3. 步骤一：准备开发环境

3.1 安装PyQt5

在开始编写代码之前，首先需要确保已经安装了PyQt5。可以通过以下命令安装：

pip install PyQt5

3.2 安装其他依赖

我们还需要安装math模块用于数学计算。这个模块是Python的标准库，不需要额外安装。

4. 步骤二：设计UI界面

在PyQt5中，GUI设计有两种方式：一种是通过Python代码手动布局，另一种是通过Qt Designer图形化工具设计并生成UI文件。在这里，我们使用Qt Designer来设计UI界面。

4.1 使用Qt Designer设计界面

  1. 打开Qt Designer，选择Main Window模板。

  2. 拖动并放置控件：

    • 一个QLabel用来显示标题“简易计算机”。

    • 一个QLineEdit用来显示用户输入和计算结果。

    • 多个QPushButton，分别表示数字按钮、运算符按钮、清空按钮、计算按钮等。

  3. 保存UI文件，命名为win.ui。

4.2 转换为Python代码

使用PyQt5提供的工具pyuic5，将.ui文件转化为Python代码：

pyuic5 -o win.py win.ui

这样，我们就生成了win.py，它包含了UI的布局和控件。

5. 步骤三：编写逻辑代码

接下来，我们编写应用程序的逻辑部分。首先，我们需要从win.py导入UI界面，然后实现按键的功能。

5.1 继承UI类并添加功能

在新的Python脚本中，我们定义一个PyQtMainEntry类，它继承自QMainWindow和Ui_MainWindow。在该类中，我们实现每个按钮的点击事件，并处理输入框内容。

import math
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow
from win import Ui_MainWindow  # 导入UI类

class PyQtMainEntry(QMainWindow, Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setupUi(self)
        self.expression = ""  # 用来存储lineEdit的表达式

    def update_lineEdit(self, value):
        current_text = self.lineEdit.text()
        self.lineEdit.setText(current_text + value)

    # 数字和运算符按钮
    def number1(self):
        self.update_lineEdit("1")
    
    # 其他数字和运算符按钮类似...
    
    def getall(self):
        expression = self.lineEdit.text()
        try:
            result = eval(expression)  # 使用eval来计算表达式
            self.lineEdit.setText(str(result))
        except:
            self.lineEdit.setText("ERROR")  # 出现错误时显示ERROR

    def waysin(self):
        value = self.lineEdit.text()
        try:
            num = float(value)
            self.lineEdit.setText(str(math.sin(math.radians(num))))  # 计算sin值
        except:
            self.lineEdit.setText("ERROR")

    def waycos(self):
        value = self.lineEdit.text()
        try:
            num = float(value)
            self.lineEdit.setText(str(math.cos(math.radians(num))))  # 计算cos值
        except:
            self.lineEdit.setText("ERROR")

5.2 事件连接

在UI文件中，已为每个按钮定义了clicked.connect()事件。我们需要确保这些按钮与相应的功能函数连接，以便用户点击时触发正确的操作。

self.pushButton_1.clicked.connect(self.number1)  # 数字1按钮
self.pushButton_2.clicked.connect(self.number2)  # 数字2按钮
self.pushButton_15.clicked.connect(self.getall)  # 等号按钮
self.pushButton_17.clicked.connect(self.waysin)  # sin按钮
self.pushButton_18.clicked.connect(self.waycos)  # cos按钮

6. 步骤四：运行程序

在程序的最后，我们运行QApplication事件循环，启动计算器应用：

if __name__ == "__main__":
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    window = PyQtMainEntry()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

7.完整代码展示

win.py:

# -*- coding: utf-8 -*-

# Form implementation generated from reading ui file 'win.ui'
#
# Created by: PyQt5 UI code generator 5.15.11
#
# WARNING: Any manual changes made to this file will be lost when pyuic5 is
# run again.  Do not edit this file unless you know what you are doing.


from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets


class Ui_MainWindow(object):
    def setupUi(self, MainWindow):
        MainWindow.setObjectName("MainWindow")
        MainWindow.resize(800, 600)
        self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)
        self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")
        self.label = QtWidgets.QLabel(self.centralwidget)
        self.label.setGeometry(QtCore.QRect(240, 40, 271, 51))
        self.label.setStyleSheet("font: 40pt \"Agency FB\";")
        self.label.setObjectName("label")
        self.lineEdit = QtWidgets.QLineEdit(self.centralwidget)
        self.lineEdit.setGeometry(QtCore.QRect(180, 130, 391, 51))
        self.lineEdit.setStyleSheet("font: 24pt \"Agency FB\";")
        self.lineEdit.setObjectName("lineEdit")
        self.pushButton = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton.setGeometry(QtCore.QRect(110, 240, 75, 23))
        self.pushButton.setObjectName("pushButton")
        self.pushButton_2 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_2.setGeometry(QtCore.QRect(230, 240, 75, 23))
        self.pushButton_2.setObjectName("pushButton_2")
        self.pushButton_3 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_3.setGeometry(QtCore.QRect(360, 240, 75, 23))
        self.pushButton_3.setObjectName("pushButton_3")
        self.pushButton_4 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_4.setGeometry(QtCore.QRect(110, 290, 75, 23))
        self.pushButton_4.setObjectName("pushButton_4")
        self.pushButton_5 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_5.setGeometry(QtCore.QRect(230, 290, 75, 23))
        self.pushButton_5.setObjectName("pushButton_5")
        self.pushButton_6 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_6.setGeometry(QtCore.QRect(360, 290, 75, 23))
        self.pushButton_6.setObjectName("pushButton_6")
        self.pushButton_7 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_7.setGeometry(QtCore.QRect(110, 340, 75, 23))
        self.pushButton_7.setObjectName("pushButton_7")
        self.pushButton_8 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_8.setGeometry(QtCore.QRect(230, 340, 75, 23))
        self.pushButton_8.setObjectName("pushButton_8")
        self.pushButton_9 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_9.setGeometry(QtCore.QRect(360, 340, 75, 23))
        self.pushButton_9.setObjectName("pushButton_9")
        self.pushButton_10 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_10.setGeometry(QtCore.QRect(110, 400, 75, 23))
        self.pushButton_10.setObjectName("pushButton_10")
        self.pushButton_11 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_11.setGeometry(QtCore.QRect(480, 290, 75, 23))
        self.pushButton_11.setObjectName("pushButton_11")
        self.pushButton_12 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_12.setGeometry(QtCore.QRect(480, 350, 75, 23))
        self.pushButton_12.setObjectName("pushButton_12")
        self.pushButton_13 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_13.setGeometry(QtCore.QRect(480, 240, 75, 23))
        self.pushButton_13.setObjectName("pushButton_13")
        self.pushButton_14 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_14.setGeometry(QtCore.QRect(590, 290, 75, 23))
        self.pushButton_14.setObjectName("pushButton_14")
        self.pushButton_15 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_15.setGeometry(QtCore.QRect(590, 350, 75, 23))
        self.pushButton_15.setObjectName("pushButton_15")
        self.pushButton_16 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_16.setGeometry(QtCore.QRect(480, 400, 75, 23))
        self.pushButton_16.setObjectName("pushButton_16")
        self.pushButton_17 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_17.setGeometry(QtCore.QRect(230, 400, 75, 23))
        self.pushButton_17.setObjectName("pushButton_17")
        self.pushButton_18 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_18.setGeometry(QtCore.QRect(360, 400, 75, 23))
        self.pushButton_18.setObjectName("pushButton_18")
        MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)
        self.menubar = QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)
        self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 23))
        self.menubar.setObjectName("menubar")
        MainWindow.setMenuBar(self.menubar)
        self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)
        self.statusbar.setObjectName("statusbar")
        MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)

        self.retranslateUi(MainWindow)
        self.pushButton_14.clicked.connect(self.lineEdit.clear) # type: ignore
        self.pushButton_2.clicked.connect(MainWindow.number2) # type: ignore
        self.pushButton_3.clicked.connect(MainWindow.number3) # type: ignore
        self.pushButton.clicked.connect(MainWindow.number1) # type: ignore
        self.pushButton_4.clicked.connect(MainWindow.number4) # type: ignore
        self.pushButton_5.clicked.connect(MainWindow.number5) # type: ignore
        self.pushButton_6.clicked.connect(MainWindow.number6) # type: ignore
        self.pushButton_7.clicked.connect(MainWindow.number7) # type: ignore
        self.pushButton_8.clicked.connect(MainWindow.number8) # type: ignore
        self.pushButton_9.clicked.connect(MainWindow.number9) # type: ignore
        self.pushButton_10.clicked.connect(MainWindow.number0) # type: ignore
        self.pushButton_15.clicked.connect(MainWindow.getall) # type: ignore
        self.pushButton_13.clicked.connect(MainWindow.way1) # type: ignore
        self.pushButton_11.clicked.connect(MainWindow.way2) # type: ignore
        self.pushButton_12.clicked.connect(MainWindow.way3) # type: ignore
        self.pushButton_16.clicked.connect(MainWindow.way4) # type: ignore
        self.pushButton_18.clicked.connect(MainWindow.waycos) # type: ignore
        self.pushButton_17.clicked.connect(MainWindow.waysin) # type: ignore
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)

    def retranslateUi(self, MainWindow):
        _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
        MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "MainWindow"))
        self.label.setText(_translate("MainWindow", "简易计算机"))
        self.pushButton.setText(_translate("MainWindow", "1"))
        self.pushButton_2.setText(_translate("MainWindow", "2"))
        self.pushButton_3.setText(_translate("MainWindow", "3"))
        self.pushButton_4.setText(_translate("MainWindow", "4"))
        self.pushButton_5.setText(_translate("MainWindow", "5"))
        self.pushButton_6.setText(_translate("MainWindow", "6"))
        self.pushButton_7.setText(_translate("MainWindow", "7"))
        self.pushButton_8.setText(_translate("MainWindow", "8"))
        self.pushButton_9.setText(_translate("MainWindow", "9"))
        self.pushButton_10.setText(_translate("MainWindow", "0"))
        self.pushButton_11.setText(_translate("MainWindow", "-"))
        self.pushButton_12.setText(_translate("MainWindow", "*"))
        self.pushButton_13.setText(_translate("MainWindow", "+"))
        self.pushButton_14.setText(_translate("MainWindow", "clean"))
        self.pushButton_15.setText(_translate("MainWindow", "="))
        self.pushButton_16.setText(_translate("MainWindow", "/"))
        self.pushButton_17.setText(_translate("MainWindow", "sin"))
        self.pushButton_18.setText(_translate("MainWindow", "cos"))

main.py(主函数）

import math

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets  # 导入PyQt5的主要模块
from PyQt5.QtCore import *                 # 导入QtCore模块的所有内容，用于核心功能
from PyQt5.QtGui import *                  # 导入QtGui模块的所有内容，用于图形功能
from PyQt5.QtWidgets import QFileDialog, QMainWindow, QMessageBox  # 导入QtWidgets模块中的一些特定类
'''QFileDialog可以帮助用户选择文件路径
QMainWindow则是创建具有菜单、工具栏和状态栏的主窗口的起点。
QMessageBox可以用于向用户显示提示或警告信息'''

from win import Ui_MainWindow  # 导入UI类，这个类包含了你的主窗口设计
import sys   # 导入系统模块，用于访问命令行参数和系统相关功能


# 导入 math 库用于数学计算
class PyQtMainEntry(QMainWindow, Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setupUi(self)
        self.expression = ""  # 用来存储lineEdit的表达式

    # 更新lineEdit内容（用于按钮点击）
    def update_lineEdit(self, value):
        current_text = self.lineEdit.text()
        self.lineEdit.setText(current_text + value)

    # 处理数字和运算符按钮点击
    def number1(self):
        self.update_lineEdit("1")

    def number2(self):
        self.update_lineEdit("2")

    def number3(self):
        self.update_lineEdit("3")

    def number4(self):
        self.update_lineEdit("4")

    def number5(self):
        self.update_lineEdit("5")

    def number6(self):
        self.update_lineEdit("6")

    def number7(self):
        self.update_lineEdit("7")

    def number8(self):
        self.update_lineEdit("8")

    def number9(self):
        self.update_lineEdit("9")

    def number0(self):
        self.update_lineEdit("0")

    def way1(self):  # 加号按钮
        self.update_lineEdit("+")

    def way2(self):  # 减号按钮
        self.update_lineEdit("-")

    def way3(self):  # 乘号按钮
        self.update_lineEdit("*")

    def way4(self):  # 除号按钮
        self.update_lineEdit("/")

    # 清空lineEdit内容
    def clear(self):
        self.lineEdit.clear()

    # 计算表达式结果
    def getall(self):
        expression = self.lineEdit.text()
        try:
            result = eval(expression)  # 使用eval来计算表达式
            self.lineEdit.setText(str(result))
        except:
            self.lineEdit.setText("ERROR")  # 出现错误时显示ERROR

    # 计算sin值（仅适用于纯数字）
    def waysin(self):
        value = self.lineEdit.text()
        try:
            num = float(value)
            self.lineEdit.setText(str(math.sin(math.radians(num))))  # 将角度转换为弧度并计算sin
        except:
            self.lineEdit.setText("ERROR")

    # 计算cos值（仅适用于纯数字）
    def waycos(self):
        value = self.lineEdit.text()
        try:
            num = float(value)
            self.lineEdit.setText(str(math.cos(math.radians(num))))  # 将角度转换为弧度并计算cos
        except:
            self.lineEdit.setText("ERROR")


if __name__ == "__main__":
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # 创建应用程序实例
    window = PyQtMainEntry()  # 创建主窗口实例
    window.show()  # 显示主窗口
    sys.exit(app.exec_())  # 进入事件循环，并确保在退出时清理

8. 总结

通过本篇博客，我们从思路到操作步骤，详细介绍了如何使用PyQt5实现一个简易计算器。该计算器支持数字输入、基本运算、三角函数计算以及错误处理。整个开发过程从UI设计到功能实现都进行了详细讲解，帮助大家了解如何用PyQt5开发简单的GUI应用。

如果你已经掌握了这些基本操作，后续可以尝试更复杂的功能和设计，比如增加内存功能、支持多步计算、或者加入更多的数学函数等。希望这篇博客能为你开发GUI应用提供一些启发！

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本文介绍了使用QT实现的圆形加载进度条组件，包含两个主要部分：旋转渐变圆环(ProgressRing)和加载弹窗(LoadingBox)。ProgressRing通过QConicalGradient实现彩色渐变效果，并采用定时器控制旋转动画。LoadingBox是一个无边框弹窗，内部包含ProgressRing和提示文字，具有圆角透明背景，提供showCentered()方法实现自动居中显示。代码展示了完整的UI绘制过程，包括抗锯齿处理、坐标变换和样式设置，最终效果是一个美观的圆形加载指示器。
QT -- QSS界面优化
zxybf_的博客
12-10 1043
本文介绍了Qt样式表(QSS)的基本概念和应用方法。QSS借鉴CSS语法，用于美化Qt控件界面，支持字体、颜色、间距等样式设置。文章详细讲解了三种QSS设置方式：控件级样式设置、全局样式设置和文件加载样式表，并介绍了Qt Designer实时编辑样式的功能。同时，文章系统梳理了QSS支持的8种选择器类型及其语法规则，重点说明了类型选择器会同时影响子类样式的特性。通过具体案例演示了如何为按钮等控件设置样式，并指出QSS样式优先于C++代码设置的样式。
全面测试QtSql操作PostgreSQL数据库时戳字段的行为
丁劲犇技术发布空间
12-13 938
本文详细测试了Qt SQL模块操作PostgreSQL时戳字段时的各种行为差异。通过双层模拟测试(操作系统时区×QDateTime时区×SQL会话时区×SQL绑定方式)，共产生54条测试记录。测试程序基于Qt 6.10.1开发，模拟了北京、芝加哥、伦敦三种操作系统时区，测试了本地时刻和UTC时刻两种QDateTime对象，以及三种SQL会话时区(UTC、北京、芝加哥)和三种绑定方式(QDateTime对象、无时区字符串、有时区字符串)。旨在全面分析不同组合下时戳字段的行为，指导实际应用中的数据一致性排查。
【从零开始的Qt开发指南】（九）Qt 常用控件之显示类控件（下）：ProgressBar 与 CalendarWidget 实战进阶
2301_79248256的博客
12-10 1197
本文详细介绍了Qt5.14中ProgressBar和CalendarWidget两个显示类控件的使用方法。ProgressBar通过设置核心属性(minimum/maximum/value)和样式定制，可实现静态/动态进度展示；CalendarWidget则提供了标准化的日期选择功能，支持日期范围限制和样式自定义。文章通过代码示例演示了基础用法，并总结了常见问题的解决方案，如进度条更新异常、日期范围限制等。掌握这两个控件能有效提升Qt界面开发效率，为构建专业GUI应用奠定基础。
Qt中addStretch函数介绍
kupePoem的专栏
12-10 448
addStretch 是 Qt 框架中布局管理器（如 QHBoxLayout、QVBoxLayout）的一个函数，用于在布局中添加弹性空间。addStretch() 函数会在布局中插入一个可伸缩的空间（或称为弹簧），用于控制布局中各组件的间距和对齐方式。（2） insertStretch(int index, int stretch = 0)：在指定位置插入弹性空间。（1） addSpacing(int size)：添加固定大小的空间。（4）在复杂的布局中，合理使用弹性空间可以创建响应式的界面布局。
基于QT（C++）实现B树可视化
神仙别闹的自留地
12-11 694
本例使用链表的方式存储节点的键值组和子节点指针表，这样存储的好处是便于插入和删除，在树的插入和删除时，需要对树型结构进行平衡操作，涉及节点的分裂及合并，利用链表的易插入和已删除和高效合并的特性，可以快速进行上述操作。所以，本例中的控件坐标是相对位置，但由于一些QT内部机制的问题，只能在树型执行后才能应用，应用后也存在一些奇怪的问题。这样也存在一个问题，我们习惯把头文件和源文件放在不同的文件，即把.h和.cpp分开写，但是对于模板类，编译器无法将模板类.cpp文件进行编译，出现找不到类函数定义的错误。
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