Python学习日志 | 我的计算器会做高数题？math模块的魔法改造日记

🧮 项目蓝图：从四则运算到科学计算器

今天打造了一款**"抗摔打"计算器**。项目亮点：

import math  

def scientific_calc(value: float, func: str) -> float:  
    """科学计算函数（支持10+种数学运算）"""  
    match func:  
        case "sqrt": return math.sqrt(value)  
        case "sin": return math.sin(math.radians(value))  # 角度转弧度  
        case "log": return math.log(value, 10)  
        case "fact": return math.factorial(int(value))  
        case _: raise ValueError(f"暂不支持{func}运算")  
       #.............

# 测试阶乘功能  
print(scientific_calc(5, "fact"))  # 输出：120  

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⚙️ 技术解析：math模块的正确打开方式

1. 为何要用math模块？

• 精度保障：math.sqrt()比**0.5计算更稳定

  print(2**0.5)           # 1.4142135623730951  
  print(math.sqrt(2))     # 1.4142135623730951  
  print(2**0.5 == math.sqrt(2))  # True ➡️ 看似相同...  
  # 但当计算超大数时：  
  big_num = 1e100  
  print(big_num**0.5)     # 可能溢出  
  print(math.sqrt(big_num)) # 安全计算  

2. 角度/弧度转换的奥秘

# 常见错误：直接计算90度正弦  
print(math.sin(90))          # 输出0.893...（错误！）  
print(math.sin(math.radians(90)))  # 输出1.0（正确）  

3. 阶乘的安全校验

# 错误示范  
print(math.factorial(5.5))  # 报错！必须整数  
# 正确做法  
value = float(input("请输入阶乘数："))  
try:  
    print(math.factorial(int(value)))  
except ValueError as e:  
    print(f"输入不合法：{e}")  

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🚨 异常处理大作战：当用户是个捣蛋鬼

场景1：输入字母假装数字

try:  
    num = float(input("请输入数字："))  
except ValueError:  
    print("亲，这里要输入数字哦~")  
    num = 0.0  

场景2：负数开平方

def safe_sqrt(value: float):  
    try:  
        return math.sqrt(value)  
    except ValueError:  
        return complex(0, math.sqrt(abs(value)))  # 返回复数  

print(safe_sqrt(-9))  # 输出3j  

场景3：无限递归防护

MAX_RETRY = 3  # 最大重试次数  

for _ in range(MAX_RETRY):  
    try:  
        user_input = float(input("请输入："))  
        break  
    except ValueError:  
        print("这是第{}次输入错误".format(_+1))  
else:  
    print("您已输错3次，程序自闭中...")  
    exit()  

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📜 类型注解：给变量贴上智能标签

def 老式函数(a, b):  
    return a + b  # 可能被误用  

def 新时代函数(a: float, b: float) -> float:  
    """明确标注参数和返回值类型"""  
    return a + b  

# PyCharm会智能提示参数类型  
# 尝试错误调用会有波浪线警告  
新时代函数("你好", 123)  # ❌ 类型不匹配警告  

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🎯 总结与知识延伸

✅ 核心收获

1. math模块的威力：

   • 提供sin/cos/log等20+科学计算函数

   • 处理特殊数值更安全（如超大数、极小数的运算）

2. 异常处理哲学：

   • 不要信任任何用户输入（包括未来的自己）

   • 用try-except建立多道防御工事

3. 类型注解真香定律：

   • 配合PyCharm/VSCode实现智能提示

💡 冷知识彩蛋

• math与cmath的区别：

  import cmath  
  print(math.sqrt(-4))  # 报错  
  print(cmath.sqrt(-4)) # 输出2j  

• Decimal模块的精度控制：

  from decimal import Decimal  
  print(0.1 + 0.2)                  # 0.30000000000000004  
  print(Decimal('0.1') + Decimal('0.2'))  # 0.3  

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程序员的浪漫：当我用math.factorial(5)算出120时，突然明白——爱情就像阶乘函数，基础不牢（整数）就会全盘崩溃！❤️🧮

通过这次项目，我发现计算器不仅是算术工具，更是理解编程思想的绝佳载体。下次要给计算器加个彩蛋——当输入math.pi时显示"你是我的圆周率，无限不循环~" 🥧