【Qt 编程入门】如何用 Qt 实现一个基本的计算器

ops/2024/9/23 4:21:02/

前言

QT中实现一个简单的计算器是一个比较好的练手项目，下面是源码：

Calculator计算器

设计界面

待实现的界面主要包含两个部分：

  • 输入输出栏
  • 用户点击的按钮

输入输出栏通过QLabel类实现，而用户点击按钮通过QPushButton或QToolButton，按钮的布局我们使用网格布局（grid）

在这里插入图片描述
随后给整个页面进行垂直布局，并将水平垂直策略设为expanding（大小跟随程序页面大小）

再通过qss进行样式表美化，最终效果为：

在这里插入图片描述

用户输入的数字会显示在下面的displayLabel中，当点击等号时，结果会被计算显示到上面的outputLabel中。

程序设计分析

对于整个计算器的功能，都封装在一个calculator类中；
在这里插入图片描述

下面是头文件：

#ifndef CALCULATOR_H
#define CALCULATOR_H#include "ui_calculator.h"#include <QWidget>
#include <QFile>
#include <QMessageBox>
#include <QString>
#include <QStack>
#include <QStack>
#include <QMap>
#include <cmath>
#include <QDebug>
#include <QtMath>
#include <QRegularExpression>
#include <QRegularExpressionMatch>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Calculator; }
QT_END_NAMESPACEclass Calculator : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Calculator(QWidget *parent = nullptr);~Calculator();// 加载qssvoid loadStyleSheetFile(const QString &styleSheetFile);// 各种按钮点击的槽函数void btnNumClicked(double x);void btnOperatorClicked(char op);void btnCClicked();void btnCEClicked();void btnBackClicked();void btnSquareClicked();void btnSqrtClicked();void btnSpotClicked();void btnFractionClicked();void btnPerClicked();void btnReverseClicked();bool btnEqualClicked();private:// 初始化以及其他功能void initConnections();void initMembers();bool isPureNumber(const QString& sen);// int getDecimalPlaces(const QString &text) const;private slots:private:Ui::Calculator *ui;size_t decimalCount;double num;double decimalPlaces;double result;char operation;QString sentence;bool isNewOperation;bool isFirstElement;bool hasDecimalPoint;bool EqualBtnClicked;};
#endif // CALCULATOR_H

在创建calculator对象时，对槽函数以及相关事件进行绑定连接，随后就可以正式编写代码：

代码部分

按钮点击

该槽函数用于当用户点击按钮时的操作，将用户输入的数字存储到成员变量num中即可，通过判断用户是否点击小数点，进行小数点的统计与显示。

void Calculator::btnNumClicked(double x)
{if(EqualBtnClicked) {sentence = "";num = '\0';}// 处理数字输入if (isFirstElement) {num = x;isFirstElement = false;ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));} else {if (hasDecimalPoint) {// 处理小数部分num += x * decimalPlaces;decimalPlaces /= 10; // 减少小数点后面的位数decimalCount++;qDebug() << "decimalConut: " << decimalCount;ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));} else {// 处理整数部分num = num * 10 + static_cast<int>(x);ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));}}
}

小数点点击

判断用户点击小数点前是否有数字 / 点击过了，随后将标识符设为true

void Calculator::btnSpotClicked()
{if(isFirstElement || hasDecimalPoint) {return;}hasDecimalPoint = true;
}

操作符点击

sentence 变量负责存储算式，最后由equal计算，用户点击操作符后，会根据情况将操作符加载到算是后面。

void Calculator::btnOperatorClicked(char op)
{if(EqualBtnClicked) {sentence = "";num = '\0';}// 如果上一次操作后有数字，则将其加入 sentenceif (!isFirstElement) {if ((!sentence.isEmpty() && !sentence.back().isDigit()) || sentence.isEmpty())sentence += QString::number(num, 'f', decimalCount);qDebug() << "num: " << num;num = 0;  // 重置 num 以便输入新的数字isFirstElement = true;  // 标记新的数字输入开始}// 检查 sentence 是否以运算符结尾if (!sentence.isEmpty() && (sentence.endsWith('+') || sentence.endsWith('-') || sentence.endsWith('*') || sentence.endsWith('/'))) {// 如果最后一位是运算符，替换运算符sentence.chop(1);  // 删除最后一个运算符}// 追加新的运算符sentence += op;// 更新显示ui->outputLabel->setText(sentence);ui->displayLabel->setText("");size_t tmp = decimalCount;initMembers();decimalCount = tmp;
}

退格

退格键是对用户当前正在输入的数字进行尾删，根据情况更新num，并重设displayLabel上显示的内容

void Calculator::btnBackClicked()
{if(EqualBtnClicked) {sentence = "";num = '\0';}QString currentText = ui->displayLabel->text(); // 获取当前显示的文本if (currentText.isEmpty()) {return; // 如果没有文本，直接返回}// 移除最后一个字符currentText.chop(1); // 或者使用 remove() 方法：currentText.remove(currentText.length() - 1, 1);// 如果移除后的文本为空，重置显示为 0if (currentText.isEmpty()) {currentText = "0";}// 更新显示标签ui->displayLabel->setText(currentText);// 更新 num 变量bool ok;num = currentText.toDouble(&ok);if (!ok) {num = 0; // 如果转换失败，则将 num 设置为 0}
}

等号（计算）

等号功能进行实际的运算,通过将用户输入的sentence进行运算：
计算结果后将内容回显到显示器中。

bool Calculator::btnEqualClicked() {if(isPureNumber(sentence)) {ui->outputLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));sentence = QString::number(num, 'f', decimalCount);return true;}// 将当前数字（num）转换为字符串，并添加到当前计算表达式（sentence）中sentence += QString::number(num, 'f', decimalCount);QString str = sentence; // 将表达式字符串复制到局部变量QStack<double> numbers; // 用于存储操作数的栈QStack<QChar> operators; // 用于存储操作符的栈if(!sentence.begin()->isDigit()) {ui->outputLabel->setText("Error: There are no numbers before the operator."); // 显示结果（保留两位小数）ui->displayLabel->setText("");initMembers();sentence = "";return false;}// 定义操作符的优先级QMap<QChar, int> precedence = {{'+', 1}, {'-', 1}, {'*', 2}, {'/', 2}};str = str.trimmed(); // 去除前后的空白字符int length = str.length(); // 获取表达式的长度for (int i = 0; i < length; ++i) {QChar ch = str[i]; // 当前字符// 处理数字或小数点if (ch.isDigit() || (ch == '.' && (i > 0 && str[i - 1].isDigit()))) {QString numberStr;while (i < length && (str[i].isDigit() || str[i] == '.')) {numberStr += str[i++]; // 读取完整的数字（包括小数点）}--i; // 回退一个字符，因为循环结束时 i 已经多加了一次numbers.push(numberStr.toDouble()); // 将数字转换为 double 并压入操作数栈}// 处理负号（负数）else if (ch == '-' && (i == 0 || (i > 0 && str[i - 1] == '('))) {QString numberStr;numberStr += ch; // 负号while (i + 1 < length && (str[i + 1].isDigit() || str[i + 1] == '.')) {numberStr += str[++i]; // 读取负数后的数字}numbers.push(numberStr.toDouble()); // 将负数转换为 double 并压入操作数栈}// 处理操作符（+ - * /）else if (precedence.contains(ch)) {// 处理当前操作符前已有的操作符（具有相同或更高优先级的）while (!operators.isEmpty() && precedence[operators.top()] >= precedence[ch]) {double right = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出右操作数double left = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出左操作数QChar op = operators.pop(); // 从操作符栈弹出操作符double result;if (op == '+') result = left + right; // 计算加法else if (op == '-') result = left - right; // 计算减法else if (op == '*') result = left * right; // 计算乘法else if (op == '/') {if (right == 0) {  // 处理除以零的情况ui->outputLabel->setText("Error: Division by zero");return false;}result = left / right; // 计算除法}numbers.push(result); // 将结果压入操作数栈}operators.push(ch); // 将当前操作符压入操作符栈}}// 处理剩余的操作符while (!operators.isEmpty()) {double right = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出右操作数double left = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出左操作数QChar op = operators.pop(); // 从操作符栈弹出操作符double result;if (op == '+') result = left + right; // 计算加法else if (op == '-') result = left - right; // 计算减法else if (op == '*') result = left * right; // 计算乘法else if (op == '/') {if (right == 0) {  // 处理除以零的情况ui->outputLabel->setText("Error: Division by zero");return false;}result = left / right; // 计算除法}numbers.push(result); // 将结果压入操作数栈}EqualBtnClicked = true;// 确保栈中仅剩一个操作数，即计算结果if (numbers.size() == 1) {double result = numbers.pop(); // 获取计算结果qDebug() << "ret: " << result;ui->outputLabel->setText(QString::number(result, 'f', decimalCount)); // 显示结果（保留两位小数）ui->displayLabel->setText("");sentence = QString::number(result, 'f', decimalCount);num = result;operation = '\0';// isNewOperation = true;isFirstElement = true;hasDecimalPoint = false;decimalPlaces = 0.1;decimalCount = 0;EqualBtnClicked = false;return true;} else {ui->outputLabel->setText("Error"); // 显示错误信息return false;}
}void Calculator::initConnections()
{// 初始化数字按钮for (int i = 0; i <= 9; ++i){connect(findChild<QToolButton*>(QString("btn%1").arg(i)), &QToolButton::clicked, [this, i]() { btnNumClicked(i); });}// 初始化运算符connect(ui->btnAdd, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('+'); });connect(ui->btnSub, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('-'); });connect(ui->btnMul, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('*'); });connect(ui->btnDiv, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('/'); });// 绑定 等于按钮connect(ui->btnEqual, &QToolButton::clicked, [this]() { btnEqualClicked(); });// 绑定其他功能按钮connect(ui->btnC, &QToolButton::clicked, [this]() { btnCClicked(); });connect(ui->btnCE, &QToolButton::clicked, [this]() { btnCEClicked(); });connect(ui->btnBack, &QToolButton::clicked, [this]() { btnBackClicked(); });connect(ui->btnSquare, &QToolButton::clicked, [this]() { btnSquareClicked(); });connect(ui->btnFraction, &QToolButton::clicked, [this]() { btnFractionClicked(); });connect(ui->btnSqrt, &QToolButton::clicked, [this]() { btnSqrtClicked(); });connect(ui->btnPer, &QToolButton::clicked, [this]() { btnPerClicked(); });connect(ui->btnSpot, &QToolButton::clicked, [this]() { btnSpotClicked(); });connect(ui->btnReverse, &QToolButton::clicked, [this]() { btnReverseClicked(); });}

初始化 C / CE

C、CE分别为完全初始化与初始化当前输入，通过调用自实现的initMembers()并更改显示器上的显示内容；

oid Calculator::btnCClicked()
{// 清空全部内容initMembers();sentence = "";ui-> displayLabel->setText("");ui->outputLabel->setText("");
}void Calculator::btnCEClicked()
{initMembers();ui->displayLabel->setText("");
}void Calculator::initMembers()
{num = 0;operation = '\0';isNewOperation = true;isFirstElement = true;hasDecimalPoint = false;decimalPlaces = 0.1;decimalCount = 0;EqualBtnClicked = false;
}

其他功能

其他的功能诸如平方数、开根号、取分数等，都只需要简单计算一下再设置num即可。

void Calculator::btnCClicked()
{// 清空全部内容initMembers();sentence = "";// ui-> displayLabel->setText("displayLabel");// ui->outputLabel->setText("outputLabel");ui-> displayLabel->setText("");ui->outputLabel->setText("");
}void Calculator::btnCEClicked()
{initMembers();ui->displayLabel->setText("");
}void Calculator::btnSquareClicked()
{num *= num;ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6));
}void Calculator::btnSqrtClicked()
{if (num >= 0) { // 防止负数开根号的错误num = sqrt(num); // 计算平方根ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6)); // 显示6位小数} else {ui->displayLabel->setText("Error: 负数不能开根号"); // 处理负数开根号的情况}
}void Calculator::btnFractionClicked()
{if (num != 0) { // 防止除以0的错误num = 1.0 / num;ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6)); // 显示6位小数} else {ui->displayLabel->setText("Error: 除数不能为0"); // 处理除以0的情况}
}void Calculator::btnPerClicked()
{num = num / 100.0; // 将当前值转换为百分比ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6)); // 显示6位小数
}void Calculator::btnReverseClicked()
{num = -num;ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount)); // 更新显示，6位小数
}

结果演示

在这里插入图片描述


http://www.ppmy.cn/ops/110690.html

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