C#编程入门：构建GUI计算器项目

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简介：C#是一种由微软开发的面向对象的编程语言，广泛用于多种软件应用开发。C#计算器项目是初学者学习C#和GUI编程的实用起点，涵盖了从创建项目、设计界面到添加事件处理逻辑的完整过程。学习者将通过实现一个类似实际计算器的界面来掌握C#的基础语法和特性，了解如何处理基本数学运算和事件，同时培养解决问题和逻辑思维的能力。

1. C#基本语法和特性

C#（发音为 "C Sharp"）是一种由微软开发的面向对象的编程语言，它是.NET框架的主要语言之一。从其诞生之初，C#就被设计为一种现代、类型安全且面向对象的语言，旨在让开发者能够快速构建各种类型的软件应用。

在本章中，我们将介绍C#的基本语法和核心特性，这是任何希望深入C#编程的开发者必须掌握的基础知识。我们会从C#的基本数据类型讲起，逐步深入到变量、运算符、控制流语句、数组和字符串的使用，以及类和对象的创建和管理。

掌握这些基础知识，不仅有助于理解和编写简单的C#程序，而且是深入学习后续章节内容，例如图形用户界面、事件处理和数学库使用等高级主题的前提。C#的基本语法和特性涵盖了以下几个方面：

• 数据类型和变量：包括值类型和引用类型的区别、变量声明和初始化。
• 控制结构：涉及条件判断、循环和跳转语句。
• 函数和方法：介绍方法的定义、参数传递和返回值。
• 面向对象编程：类与对象、继承、多态和封装等面向对象的核心概念。

通过本章的学习，你将能够编写简单的C#程序，并为深入探索C#语言的其他高级特性打下坚实的基础。让我们开始这趟探索C#编程的旅程。

2. 图形用户界面（GUI）应用实现

在C#开发中，图形用户界面（GUI）的应用为用户提供了直观和友好的操作体验。GUI应用程序允许用户通过图形化界面与程序交互，而无需深入理解背后的复杂逻辑。本章将详细介绍如何在C#中实现GUI应用，包括创建窗口和控件、布局管理、事件处理、以及响应式界面设计。

2.1 C#中的GUI组件

2.1.1 窗口和控件的创建与布局

在C#中，GUI应用程序通常是基于Windows窗体（WinForms）或者WPF（Windows Presentation Foundation）来实现的。在WinForms中，控件如按钮、文本框、标签等，都是继承自 System.Windows.Forms.Control 类。

创建一个基本窗口涉及到以下步骤：

1. 创建一个 Form 对象作为主窗口。
2. 添加控件到 Form 的控件集合中。
3. 设置控件的属性，如位置、大小、文本等。
4. 设置窗体的属性，如标题、大小等。
5. 显示窗体。

下面是一个简单的代码示例，展示如何创建一个带有按钮和标签的窗口：

using System;
using System.Windows.Forms;

public class SimpleForm : Form
{
    private Button myButton;
    private Label myLabel;

    public SimpleForm()
    {
        // 创建标签
        myLabel = new Label();
        myLabel.Text = "点击按钮";
        myLabel.Location = new System.Drawing.Point(10, 10);
        myLabel.Size = new System.Drawing.Size(200, 20);

        // 创建按钮
        myButton = new Button();
        myButton.Text = "点击我";
        myButton.Location = new System.Drawing.Point(10, 40);
        myButton.Size = new System.Drawing.Size(100, 40);

        // 事件关联
        myButton.Click += new EventHandler(this.MyButton_Click);

        // 添加控件到窗体
        this.Controls.Add(myLabel);
        this.Controls.Add(myButton);
    }

    private void MyButton_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        myLabel.Text = "按钮被点击了！";
    }

    [STAThread]
    static void Main()
    {
        Application.EnableVisualStyles();
        Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
        Application.Run(new SimpleForm());
    }
}

在上述代码中，我们定义了一个 SimpleForm 类，继承自 Form 类，并在构造函数中初始化了一个标签和一个按钮。按钮的点击事件与一个事件处理函数关联起来，当按钮被点击时，标签的文本会改变。最后，我们在 Main 函数中启动应用程序。

2.1.2 控件的事件和属性设置

事件是控件通知应用程序发生某些事情的方式。在C#中，几乎所有的控件都具有自己的事件集，允许开发者编写响应特定用户操作（如点击、按键等）的代码。

控件的属性设置可以让开发者自定义控件的外观和行为。属性如背景颜色、字体、尺寸等都可以在创建控件时或之后进行设置。

下面的表格展示了 Button 控件常见的属性和事件：

| 属性 | 描述 | 事件 | 描述 | | --- | --- | --- | --- | | Text | 按钮上显示的文本 | Click | 鼠标点击按钮时触发 | | Location | 控件在父容器中的位置 | MouseEnter | 鼠标指针进入控件时触发 | | Size | 控件的大小 | MouseLeave | 鼠标指针离开控件时触发 | | Enabled | 控件是否可用 | KeyDown | 键盘按键被按下时触发 |

为了更好地展示属性和事件的设置，下面是一个使用 Label 控件的代码示例，其中展示了如何设置控件的字体和背景色，以及如何处理 Click 事件：

private void SetupLabel()
{
    Label label = new Label();
    label.Text = "点击我！";
    label.Location = new System.Drawing.Point(100, 100);
    label.Size = new System.Drawing.Size(150, 30);
    label.Font = new System.Drawing.Font("Arial", 12, System.Drawing FontStyle.Bold);
    label.BackColor = System.Drawing.Color.Yellow;
    label.Click += new EventHandler(Label_Click);

    this.Controls.Add(label);
}

private void Label_Click(object sender, EventArgs e)
{
    MessageBox.Show("Label Clicked!");
}

在这个示例中， Label 控件的 Text 属性被设置为显示"点击我！"。 Location 和 Size 属性定义了控件在窗体上的位置和大小。 Font 和 BackColor 属性分别设置字体样式和背景颜色。通过添加 Click 事件处理器，当用户点击标签时，会弹出一个消息框显示"Label Clicked!"。

2.2 设计响应式界面

2.2.1 适应不同分辨率的界面设计

随着不同设备和屏幕分辨率的普及，创建一个能够适应各种屏幕尺寸和分辨率的GUI应用变得尤为重要。在C#中，可以利用布局控件（如 Panel 、 FlowLayoutPanel 、 TableLayoutPanel 等）来实现响应式设计。

布局控件允许控件自动调整大小和位置，以适应其容器的大小变化。例如， TableLayoutPanel 可以将控件放置在行和列中，而 FlowLayoutPanel 则可以按流动方向排列控件。

下面是一个简单的示例，展示如何使用 TableLayoutPanel 来创建一个响应式的登录界面：

private void SetupResponsiveLayout()
{
    TableLayoutPanel panel = new TableLayoutPanel();
    panel.ColumnCount = 2;
    panel.RowCount = 2;
    panel.ColumnStyles.Add(new ColumnStyle(SizeType.Percent, 50F));
    panel.ColumnStyles.Add(new ColumnStyle(SizeType.Percent, 50F));
    panel.RowStyles.Add(new RowStyle(SizeType.Percent, 50F));
    panel.RowStyles.Add(new RowStyle(SizeType.Percent, 50F));

    Label userLabel = new Label() { Text = "用户名" };
    TextBox userTextBox = new TextBox();
    Label passwordLabel = new Label() { Text = "密码" };
    TextBox passwordTextBox = new TextBox() { PasswordChar = '*' };
    panel.Controls.Add(userLabel, 0, 0);
    panel.Controls.Add(userTextBox, 1, 0);
    panel.Controls.Add(passwordLabel, 0, 1);
    panel.Controls.Add(passwordTextBox, 1, 1);

    this.Controls.Add(panel);
}

在这个示例中， TableLayoutPanel 被设置为2列2行，每列和每行的大小都设置为占容器的50%。然后将标签和文本框控件添加到面板中。这样，无论窗体如何调整大小，控件都能够适应新的布局。

2.2.2 响应用户操作的界面更新策略

界面更新是响应用户操作的主要方式之一。在GUI应用程序中，每当用户进行某种操作时，如点击按钮、输入文本等，界面需要根据用户的操作来进行相应的更新。为了实现这一功能，开发者通常需要对事件进行监听，并在事件触发时更新界面。

例如，在一个文本编辑器应用中，当用户输入文本时，界面上显示的字数统计信息需要实时更新。这可以通过注册 TextChanged 事件，并在事件处理函数中更新显示来实现：

private void SetupRealTimeUpdate()
{
    TextBox textEditor = new TextBox();
    Label wordCountLabel = new Label() { Text = "字数：0" };

    textEditor.TextChanged += (sender, e) =>
    {
        string text = textEditor.Text;
        int wordCount = text.Split(new char[] { ' ', '\t', '\r', '\n' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries).Length;
        wordCountLabel.Text = $"字数：{wordCount}";
    };

    this.Controls.Add(textEditor);
    this.Controls.Add(wordCountLabel);
}

在这个示例中，我们创建了一个 TextBox 和一个 Label 控件，并将 TextBox 的 TextChanged 事件与一个lambda表达式关联起来。每当文本框的内容发生变化时，都会计算并更新 Label 控件显示的字数。

综上所述，C#中实现GUI应用涉及到控件的创建、布局管理、事件处理以及响应式设计。通过合理的使用WinForms或WPF提供的各种控件和布局容器，可以创建出既美观又实用的应用程序。在本章节中，我们学习了创建GUI组件的基本方法，以及如何设计一个能够适应不同分辨率的响应式界面。此外，还探讨了如何根据用户的操作实时更新界面。掌握这些知识，将为构建功能丰富、用户体验良好的应用打下坚实的基础。

3. 事件处理程序设计

事件处理程序是应用程序与用户交互的核心部分。C#作为面向对象的编程语言，通过事件模型来实现用户与程序的交云。事件机制不仅限于传统的桌面应用，也广泛应用于网络应用、移动应用等多个领域。在本章中，我们将深入探讨C#中事件的定义、分类以及如何设计和实现事件处理程序。

3.1 事件的定义和分类

3.1.1 事件的基本概念和用途

在C#中，事件是一种特殊的多播委托，它允许一个对象通知其它对象某一事件的发生。事件通常与UI控件如按钮点击、文本框输入等操作相关联。从概念上来说，可以将事件理解为一种“信号”，当某个特定条件被触发时，这个信号会被发送给所有“订阅”了该事件的对象。

事件的基本用途包括： - 通知机制 ：事件是一种异步通知机制，当某个动作发生时，触发事件的对象会通知所有等待该事件发生的相关对象。 - 解耦合 ：通过事件，开发者可以创建低耦合的代码，允许对象独立于其他对象操作。 - 扩展性 ：设计良好的事件机制能够使得程序更容易被扩展，新功能可以通过添加新的事件处理程序来实现，而无需修改现有代码。

3.1.2 常见的事件类型和应用场景

C#中的事件类型丰富多样，常见的包括但不限于以下几种： - 按键事件 ：如 KeyDown , KeyUp 等，应用于文本输入、快捷键响应等。 - 鼠标事件 ：如 MouseDown , MouseUp , MouseMove 等，用于响应鼠标操作。 - 表单事件 ：如 FormLoad , FormClosing , FormActivated 等，用于表单级事件处理。 - 控件事件 ：如 Click , TextChanged 等，每个控件几乎都有其特定的事件。

在具体的应用场景中，这些事件可以组合使用，实现复杂的交互逻辑。例如，一个登录表单需要处理用户名和密码输入框的 TextChanged 事件来验证输入是否合规，同时还需要响应登录按钮的 Click 事件来执行登录操作。

3.2 设计和实现事件处理程序

3.2.1 事件处理程序的编写规范

编写事件处理程序时，需要遵循一定的编码规范，以确保代码的可读性和可维护性。

• 保持方法简洁 ：事件处理程序应该尽量简洁，完成单一功能，避免复杂的逻辑判断。
• 使用 sender 和 e 参数 ：事件处理程序通常具有 sender 和 e 两个参数，其中 sender 代表发出事件的对象， e 提供事件相关的附加信息。
• 异常处理 ：合理处理可能发生的异常，防止因单个事件处理程序的错误导致整个应用程序崩溃。
• 遵循命名约定 ：事件处理程序应遵循一定的命名约定，例如以 On 开头，后跟事件名称。

3.2.2 事件传递和处理流程详解

当事件被触发时，事件处理程序的调用会遵循特定的流程：

1. 事件声明 ：首先在类中声明一个事件。
2. 事件触发 ：当满足触发条件时，使用 += 操作符将事件处理程序附加到事件上。
3. 事件发布 ：当事件被触发时，执行所有附加的事件处理程序。
4. 事件处理 ：每个事件处理程序按照预定的逻辑执行，并可通过 e 参数对事件进行控制。
5. 事件卸载 ：当事件不再需要时，使用 -= 操作符将事件处理程序从事件中移除。

下面是一个简单的事件处理示例代码：

// 定义事件
public event EventHandler MyEvent;

// 触发事件
public void OnMyEvent()
{
    if (MyEvent != null)
        MyEvent(this, EventArgs.Empty);
}

// 事件处理程序
private void myEventHandler(object sender, EventArgs e)
{
    Console.WriteLine("Event received!");
}

// 主程序
public void Start()
{
    // 注册事件处理程序
    this.MyEvent += new EventHandler(myEventHandler);
    // 触发事件
    OnMyEvent();
    // 移除事件处理程序
    this.MyEvent -= new EventHandler(myEventHandler);
}

以上代码块中的 myEventHandler 方法会响应 MyEvent 事件。当 OnMyEvent 方法被调用，会检查事件是否有订阅者，并执行事件处理程序。程序结束前，事件订阅者被移除，以防止内存泄漏。

在实际开发中，事件处理的流程会更加复杂，可能涉及多线程操作、异步处理等高级特性。理解这些基本概念对于深入掌握C#编程至关重要。通过本章的介绍，相信读者已经对事件处理程序有了更加深入的理解。在后续的章节中，我们将通过构建实用的GUI应用来进一步实践这些知识。

4. 数学运算和C#数学库的使用

4.1 基础数学运算

在软件开发过程中，数学运算无处不在，从最简单的四则运算到复杂的数学模型计算，C# 提供了一系列的类和方法来支持这些操作。了解这些基础的数学运算方法，是编写高效、准确程序的第一步。

4.1.1 四则运算和数学函数的调用

C# 中的数学运算遵循标准的算术运算规则。在处理基础的四则运算时，我们可以直接使用 + 、 - 、 * 和 / 运算符。但对于更复杂的数学计算，C# 提供了 Math 类，该类包含了一系列预定义的数学函数。

// 加法
int sum = 5 + 3;

// 减法
int difference = 5 - 3;

// 乘法
int product = 5 * 3;

// 除法
double quotient = 5.0 / 3.0;

// 使用Math类的函数
double squareRoot = Math.Sqrt(9);

在上面的例子中，我们演示了基础的四则运算和如何调用 Math 类中的 Sqrt 函数来计算平方根。 Math 类是 System 命名空间的一部分，通常在使用前需要引入该命名空间。

4.1.2 数学常数和转换方法

C# 中的 Math 类还提供了一些有用的数学常数，比如 Math.PI 和 Math.E 分别表示圆周率和自然对数的底数。这些常数可以在需要精确数学值的情况下使用。

double circumference = 2 * Math.PI * radius;

此外， Math 类还提供了一些用于数据类型转换的方法，例如 Math.Floor , Math.Ceiling , 和 Math.Round 等。这些方法使得处理浮点数和整数之间的转换变得更加方便和精确。

double value = 9.6;
int flooredValue = (int)Math.Floor(value); // 结果为9
int ceiledValue = (int)Math.Ceiling(value); // 结果为10
int roundedValue = (int)Math.Round(value); // 结果为10

4.2 高级数学功能实现

随着软件应用需求的增加，更复杂的数学运算也变得不可或缺。C# 通过 System.Numerics 命名空间为开发者提供了一些高级数学功能，比如处理复数和矩阵运算。

4.2.1 复数和矩阵运算

从 .NET Framework 4.0 开始， System.Numerics 命名空间包含了一个名为 Complex 的结构，允许程序员进行复数的算术运算。

// 创建复数
Complex complexNumber = new Complex(3, 4);

// 加法运算
Complex addedComplexNumber = Complex.Add(complexNumber, new Complex(1, 1));

// 乘法运算
Complex multipliedComplexNumber = Complex.Multiply(complexNumber, new Complex(1, 1));

此外，如果你需要进行矩阵运算，.NET Framework 4.0 也引入了 Vector 类型，可以用来执行一些基本的矩阵操作。但要注意，如果需要更专业的矩阵库，你可能需要引入额外的数学库或自己实现。

// 创建向量
Vector<double> vector1 = new Vector<double>(new double[] {1, 2, 3});
Vector<double> vector2 = new Vector<double>(new double[] {4, 5, 6});

// 向量加法
Vector<double> addedVector = Vector.Add(vector1, vector2);

4.2.2 数学优化算法的应用实例

在处理优化问题时，比如寻找函数的极值或解决约束条件下的优化问题，C# 通过 System.Numerics 提供的 BigInteger 和 BigRational 结构来支持高精度的运算。

// 使用BigInteger进行大整数运算
BigInteger bigNumber1 = new BigInteger(10000000000);
BigInteger bigNumber2 = new BigInteger(10000000001);

BigInteger bigSum = BigInteger.Add(bigNumber1, bigNumber2);

为了实现更复杂的优化算法，如线性规划或遗传算法等，你可能需要引入专门的数学库，比如 MathNet.Numerics。这个库提供了广泛的数学函数和算法，从线性代数到统计分析，非常适合处理科学计算和工程问题。

// 使用MathNet.Numerics库求解线性方程组
var matrix = Matrix<double>.Build.DenseOfArray(new double[,] {
    { 2, 1 },
    { 1, 3 }
});
var vector = Vector<double>.Build.Dense(new double[] { 8, 13 });

var solution = matrix.Solve(vector);

通过使用这些高级数学功能，开发者能够将 C# 用于解决更广泛、更复杂的科学计算问题。随着实际应用需求的发展，不断扩展你的数学知识和技巧，可以显著提高你的开发能力。

5. 编程实践与错误处理

编程实践是学习C#的关键环节，它能够帮助开发者将理论知识应用于实际问题中，并通过动手实践来加深理解。本章将通过分析具体的编程案例，展示C#编程的应用场景，同时，将详细介绍错误处理和异常管理的策略。

5.1 实用编程案例分析

编程案例是理解编程概念的最好方式。在本节中，我们将通过一个简单的案例来演示如何将C#知识应用到实际开发中，并分析编程思路、算法选择以及代码的编写和优化过程。

5.1.1 编程思路和算法选择

在开始编写代码之前，首先需要明确编程的目的和需求。以实现一个简单的图书管理系统为例，我们可以将系统分解为几个基本功能：添加图书、删除图书、查找图书和列出所有图书。

接下来是算法的选择。在实现添加、删除和查找图书的功能时，我们可能会用到数据结构，例如哈希表，来快速检索图书信息。对于列出所有图书，我们可能简单地遍历存储图书信息的数据结构即可。

5.1.2 代码的编写和优化过程

在确定好编程思路和算法之后，就可以开始编写代码了。以添加图书为例，我们将创建一个简单的图书类（Book），并使用哈希表来存储图书信息。

public class Book
{
    public string ISBN { get; set; }
    public string Title { get; set; }
    public string Author { get; set; }
}

public class Library
{
    private Dictionary<string, Book> books = new Dictionary<string, Book>();

    public void AddBook(Book book)
    {
        books.Add(book.ISBN, book);
    }

    public bool RemoveBook(string isbn)
    {
        return books.Remove(isbn);
    }

    public Book FindBook(string isbn)
    {
        return books.ContainsKey(isbn) ? books[isbn] : null;
    }

    public IEnumerable<Book> ListBooks()
    {
        return books.Values;
    }
}

在上述代码中，我们定义了两个类： Book 和 Library 。 Book 类包含了图书的基本信息，而 Library 类使用一个字典来存储和管理图书。 AddBook 方法用于添加图书， RemoveBook 方法用于删除图书， FindBook 方法用于查找图书， ListBooks 方法用于列出所有图书。

代码优化方面，可以考虑使用泛型来增加代码的复用性，或者添加更多的功能，比如排序和过滤图书列表。

5.2 错误处理和异常管理

错误处理是任何编程语言中不可或缺的部分，它能够帮助程序在遇到错误时保持稳定运行，并为开发者提供足够的错误信息以便于调试和修复问题。

5.2.1 异常捕获和处理机制

在C#中，异常是程序运行时出现的错误情况。开发者通过使用 try-catch 块来捕获和处理异常。

try
{
    Book book = new Book();
    // 假设这里有错误代码，比如ISBN为空
    if (string.IsNullOrEmpty(book.ISBN))
    {
        throw new ArgumentException("ISBN cannot be empty");
    }
    // 添加图书到图书馆
    library.AddBook(book);
}
catch (ArgumentException ex)
{
    Console.WriteLine("Error: " + ex.Message);
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("Unexpected error: " + ex.Message);
}

在上面的代码中，我们尝试创建一个 Book 对象并添加到图书馆中。如果 ISBN 为空，将抛出一个 ArgumentException 异常。通过 try-catch 块，我们可以捕获这个异常并给用户提供一个清晰的错误信息。

5.2.2 调试技巧和日志记录

调试是开发过程中的重要环节，它帮助开发者理解程序的执行流程和寻找程序中的错误。C# 提供了强大的调试工具，比如 Visual Studio 中的调试器。

using System.Diagnostics;

public void DebugExample()
{
    Debug.WriteLine("This is a debug message");
    // 断点调试，程序将在这一行暂停，允许我们检查变量的值和程序状态
    // 在调试模式下，可以使用 Debug.Assert 来验证表达式的真实性
    Debug.Assert(2 + 2 == 5, "Assertion failed");
}

除了使用调试器，记录日志也是跟踪程序运行状况的重要手段。在生产环境中，通常会使用专门的日志库来记录日志信息，方便后期分析和问题追踪。

using Microsoft.Extensions.Logging;

public class LogExample
{
    private readonly ILogger logger;

    public LogExample(ILogger<LogExample> logger)
    {
        this.logger = logger;
    }

    public void LogMethod()
    {
        logger.LogInformation("This is an information log");
        logger.LogError("This is an error log");
        logger.LogWarning("This is a warning log");
        // 可以根据不同的日志级别记录不同的信息
    }
}

在本章中，我们通过实践案例来加深对C#编程的理解，并详细讨论了错误处理和异常管理的策略。通过使用 try-catch 块来处理异常，以及利用调试工具和日志记录来跟踪程序状态，开发者可以有效地提升程序的稳定性和可靠性。

6. 计算器界面和功能扩展

6.1 计算器界面的构建和美化

6.1.1 设计友好的用户界面

在构建一个用户友好的计算器界面时，我们需要考虑以下几个关键点：

• 简洁性 ：界面不应该过于拥挤，重要元素如数字键和运算符应该容易点击。
• 直观性 ：所有的功能和运算符应该一目了然，用户能够快速理解每个按钮的功能。
• 可访问性 ：不同的用户群体，包括残障人士，都应该能够使用这个应用。

我们可以使用WPF（Windows Presentation Foundation）或WinForms来构建用户界面。WPF提供了更现代的控件和布局机制，而WinForms则更适合快速开发和兼容性要求较高的应用。

以下是一个使用WPF创建计算器界面的XAML代码示例：

<Window x:Class="Calculator.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="Calculator" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <TextBox x:Name="display" HorizontalAlignment="Left" Height="100" Margin="10,10,0,0" TextWrapping="Wrap" VerticalAlignment="Top" Width="760" Background="LightGray"/>
        <!-- 其他按钮和控件布局 -->
    </Grid>
</Window>

这个XAML定义了一个简单的计算器窗口，包含一个文本框用于显示结果和按钮用于输入。当然，界面还需要进一步的完善和美化，以符合用户体验的要求。

6.1.2 界面元素的动态交互和布局调整

布局调整是实现动态交互的关键部分。在WPF中，我们可以使用多种布局控件，如 StackPanel , Grid 和 WrapPanel 等，来实现灵活的界面布局。动态调整布局可以应对不同分辨率的屏幕和不同用户的个性化需求。

这里是一个动态调整按钮大小和布局的示例，以适应不同的显示设置：

<Grid>
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition Height="Auto"/>
        <RowDefinition Height="*"/>
        <!-- 其他行定义 -->
    </Grid.RowDefinitions>

    <Button Grid.Row="0" Content="7" Click="Button_Click" Width="60" Height="60"/>
    <!-- 其他按钮定义 -->
</Grid>

在这个例子中， Grid 布局用于动态调整按钮大小，使界面在不同分辨率的设备上都能够适应。通过 RowDefinition 的 Height 属性，我们可以控制每行的相对大小，使得计算器界面更为美观和实用。

6.2 功能扩展和高级特性

6.2.1 实现科学计算器功能

为了将我们的计算器扩展到科学计算器级别，我们需要增加更多科学计算功能，如三角函数、对数、指数等。这些功能需要我们使用C#的数学库来实现。

以下是一个简单的实现逻辑：

private void Button_Sin_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    double angle = double.Parse(display.Text);
    double result = Math.Sin(angle * Math.PI / 180);
    display.Text = result.ToString();
}

在这个示例中，我们通过监听按钮点击事件来获取当前显示的值，将其解析为角度并使用 Math.Sin 函数来计算正弦值，最后将结果显示在界面上。

6.2.2 提供用户自定义功能和保存历史记录

为了提供用户自定义功能和保存历史记录，我们需要创建一些存储和检索机制。这可以通过使用本地数据库如SQLite或文件存储来实现。

首先，我们需要创建一个历史记录类来存储每次计算的结果：

public class CalculationHistory
{
    public string Expression { get; set; }
    public double Result { get; set; }

    public CalculationHistory(string expr, double res)
    {
        Expression = expr;
        Result = res;
    }
}

然后，我们可以在每次运算后将记录保存到本地数据库或文件中：

void SaveToHistory(string expr, double res)
{
    CalculationHistory history = new CalculationHistory(expr, res);
    // 将history对象保存到本地数据库或文件
}

通过以上步骤，我们可以实现一个具有基本科学计算功能和历史记录保存的C#计算器应用。用户可以自定义设置并跟踪他们进行的每个计算，从而提高应用的可用性和个性化水平。

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