【Qt 编程入门】如何用 Qt 实现一个基本的盘算器

兜兜零元  金牌会员 | 2024-9-18 07:38:46 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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媒介

QT中实现一个简单的盘算器是一个比较好的练手项目，下面是源码：
Calculator盘算器
计划界面

待实现的界面重要包含两个部门：


  • 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）

随后给整个页面进行垂直布局，并将程度垂直策略设为expanding（巨细跟随程序页面巨细）
再通过qss进行样式表美化，最终效果为：

用户输入的数字会显示在下面的displayLabel中，当点击等号时，结果会被盘算显示到上面的outputLabel中。
程序计划分析

对于整个盘算器的功能，都封装在一个calculator类中；

下面是头文件：
  1. #ifndef CALCULATOR_H
  2. #define CALCULATOR_H
  4. #include "ui_calculator.h"
  6. #include <QWidget>
  7. #include <QFile>
  8. #include <QMessageBox>
  9. #include <QString>
  10. #include <QStack>
  11. #include <QStack>
  12. #include <QMap>
  13. #include <cmath>
  14. #include <QDebug>
  15. #include <QtMath>
  16. #include <QRegularExpression>
  17. #include <QRegularExpressionMatch>
  19. QT_BEGIN_NAMESPACE
  20. namespace Ui { class Calculator; }
  21. QT_END_NAMESPACE
  23. class Calculator : public QWidget
  24. {
  25.     Q_OBJECT
  27. public:
  28.     Calculator(QWidget *parent = nullptr);
  29.     ~Calculator();
  30.         // 加载qss
  31.     void loadStyleSheetFile(const QString &styleSheetFile);
  33.         // 各种按钮点击的槽函数
  34.     void btnNumClicked(double x);
  35.     void btnOperatorClicked(char op);
  36.     void btnCClicked();
  37.     void btnCEClicked();
  38.     void btnBackClicked();
  39.     void btnSquareClicked();
  40.     void btnSqrtClicked();
  41.     void btnSpotClicked();
  42.     void btnFractionClicked();
  43.     void btnPerClicked();
  44.     void btnReverseClicked();
  45.     bool btnEqualClicked();
  47. private:
  48.         // 初始化以及其他功能
  49.     void initConnections();
  50.     void initMembers();
  51.     bool isPureNumber(const QString& sen);
  53.     // int getDecimalPlaces(const QString &text) const;
  55. private slots:
  57. private:
  58.     Ui::Calculator *ui;
  60.     size_t decimalCount;
  61.     double num;
  62.     double decimalPlaces;
  63.     double result;
  64.     char operation;
  65.     QString sentence;
  66.     bool isNewOperation;
  67.     bool isFirstElement;
  68.     bool hasDecimalPoint;
  69.     bool EqualBtnClicked;
  71. };
  72. #endif // CALCULATOR_H
复制代码
在创建calculator对象时，对槽函数以及相干变乱进行绑定连接，随后就可以正式编写代码：
代码部门

按钮点击

该槽函数用于当用户点击按钮时的操纵，将用户输入的数字存储到成员变量num中即可，通过判定用户是否点击小数点，进行小数点的统计与显示。
  1. void Calculator::btnNumClicked(double x)
  2. {
  3.     if(EqualBtnClicked) {
  4.         sentence = "";
  5.         num = '\0';
  6.     }
  8.     // 处理数字输入
  9.     if (isFirstElement) {
  10.         num = x;
  11.         isFirstElement = false;
  12.         ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));
  13.     } else {
  14.         if (hasDecimalPoint) {
  15.            // 处理小数部分
  16.            num += x * decimalPlaces;
  17.            decimalPlaces /= 10; // 减少小数点后面的位数
  18.            decimalCount++;
  19.            qDebug() << "decimalConut: " << decimalCount;
  20.            ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));
  21.        } else {
  22.            // 处理整数部分
  23.            num = num * 10 + static_cast<int>(x);
  24.            ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));
  25.        }
  26.     }
  27. }
复制代码
小数点点击

判定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
  1. void Calculator::btnSpotClicked()
  2. {
  3.     if(isFirstElement || hasDecimalPoint) {
  4.         return;
  5.     }
  7.     hasDecimalPoint = true;
  8. }
复制代码
操纵符点击

sentence 变量负责存储算式，末了由equal盘算，用户点击操纵符后，会根据情况将操纵符加载到算是后面。
  1. void Calculator::btnOperatorClicked(char op)
  2. {
  3.     if(EqualBtnClicked) {
  4.         sentence = "";
  5.         num = '\0';
  6.     }
  8.     // 如果上一次操作后有数字，则将其加入 sentence
  9.     if (!isFirstElement) {
  10.         if ((!sentence.isEmpty() && !sentence.back().isDigit()) || sentence.isEmpty())
  11.             sentence += QString::number(num, 'f', decimalCount);
  13.         qDebug() << "num: " << num;
  14.         num = 0;  // 重置 num 以便输入新的数字
  15.         isFirstElement = true;  // 标记新的数字输入开始
  16.     }
  18.     // 检查 sentence 是否以运算符结尾
  19.     if (!sentence.isEmpty() && (sentence.endsWith('+') || sentence.endsWith('-') || sentence.endsWith('*') || sentence.endsWith('/'))) {
  20.         // 如果最后一位是运算符，替换运算符
  21.         sentence.chop(1);  // 删除最后一个运算符
  22.     }
  24.     // 追加新的运算符
  25.     sentence += op;
  27.     // 更新显示
  28.     ui->outputLabel->setText(sentence);
  29.     ui->displayLabel->setText("");
  30.     size_t tmp = decimalCount;
  31.     initMembers();
  32.     decimalCount = tmp;
  33. }
复制代码
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
  1. void Calculator::btnBackClicked()
  2. {
  3.     if(EqualBtnClicked) {
  4.         sentence = "";
  5.         num = '\0';
  6.     }
  8.     QString currentText = ui->displayLabel->text(); // 获取当前显示的文本
  9.     if (currentText.isEmpty()) {
  10.         return; // 如果没有文本，直接返回
  11.     }
  13.     // 移除最后一个字符
  14.     currentText.chop(1); // 或者使用 remove() 方法：currentText.remove(currentText.length() - 1, 1);
  16.     // 如果移除后的文本为空，重置显示为 0
  17.     if (currentText.isEmpty()) {
  18.         currentText = "0";
  19.     }
  21.     // 更新显示标签
  22.     ui->displayLabel->setText(currentText);
  24.     // 更新 num 变量
  25.     bool ok;
  26.     num = currentText.toDouble(&ok);
  27.     if (!ok) {
  28.         num = 0; // 如果转换失败，则将 num 设置为 0
  29.     }
  30. }
复制代码
等号（盘算）

等号功能进行实际的运算,通过将用户输入的sentence进行运算：
盘算结果后将内容回显到显示器中。
  1. bool Calculator::btnEqualClicked() {
  2.     if(isPureNumber(sentence)) {
  3.         ui->outputLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount));
  4.         sentence = QString::number(num, 'f', decimalCount);
  5.         return true;
  6.     }
  7.     // 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
  8.     sentence += QString::number(num, 'f', decimalCount);
  9.     QString str = sentence; // 将表达式字符串复制到局部变量
  10.     QStack<double> numbers; // 用于存储操作数的栈
  11.     QStack<QChar> operators; // 用于存储操作符的栈
  13.     if(!sentence.begin()->isDigit()) {
  14.         ui->outputLabel->setText("Error: There are no numbers before the operator."); // 显示结果（保留两位小数）
  15.         ui->displayLabel->setText("");
  17.         initMembers();
  18.         sentence = "";
  19.         return false;
  20.     }
  22.     // 定义操作符的优先级
  23.     QMap<QChar, int> precedence = {{'+', 1}, {'-', 1}, {'*', 2}, {'/', 2}};
  25.     str = str.trimmed(); // 去除前后的空白字符
  26.     int length = str.length(); // 获取表达式的长度
  27.     for (int i = 0; i < length; ++i) {
  28.         QChar ch = str[i]; // 当前字符
  30.         // 处理数字或小数点
  31.         if (ch.isDigit() || (ch == '.' && (i > 0 && str[i - 1].isDigit()))) {
  32.             QString numberStr;
  33.             while (i < length && (str[i].isDigit() || str[i] == '.')) {
  34.                 numberStr += str[i++]; // 读取完整的数字（包括小数点）
  35.             }
  36.             --i; // 回退一个字符，因为循环结束时 i 已经多加了一次
  37.             numbers.push(numberStr.toDouble()); // 将数字转换为 double 并压入操作数栈
  38.         }
  39.         // 处理负号（负数）
  40.         else if (ch == '-' && (i == 0 || (i > 0 && str[i - 1] == '('))) {
  41.             QString numberStr;
  42.             numberStr += ch; // 负号
  43.             while (i + 1 < length && (str[i + 1].isDigit() || str[i + 1] == '.')) {
  44.                 numberStr += str[++i]; // 读取负数后的数字
  45.             }
  46.             numbers.push(numberStr.toDouble()); // 将负数转换为 double 并压入操作数栈
  47.         }
  48.         // 处理操作符（+ - * /）
  49.         else if (precedence.contains(ch)) {
  50.             // 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）
  51.             while (!operators.isEmpty() && precedence[operators.top()] >= precedence[ch]) {
  52.                 double right = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出右操作数
  53.                 double left = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出左操作数
  54.                 QChar op = operators.pop(); // 从操作符栈弹出操作符
  56.                 double result;
  57.                 if (op == '+') result = left + right; // 计算加法
  58.                 else if (op == '-') result = left - right; // 计算减法
  59.                 else if (op == '*') result = left * right; // 计算乘法
  60.                 else if (op == '/') {
  61.                     if (right == 0) {  // 处理除以零的情况
  62.                         ui->outputLabel->setText("Error: Division by zero");
  63.                         return false;
  64.                     }
  65.                     result = left / right; // 计算除法
  66.                 }
  68.                 numbers.push(result); // 将结果压入操作数栈
  69.             }
  70.             operators.push(ch); // 将当前操作符压入操作符栈
  71.         }
  72.     }
  74.     // 处理剩余的操作符
  75.     while (!operators.isEmpty()) {
  76.         double right = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出右操作数
  77.         double left = numbers.pop(); // 从操作数栈弹出左操作数
  78.         QChar op = operators.pop(); // 从操作符栈弹出操作符
  80.         double result;
  81.         if (op == '+') result = left + right; // 计算加法
  82.         else if (op == '-') result = left - right; // 计算减法
  83.         else if (op == '*') result = left * right; // 计算乘法
  84.         else if (op == '/') {
  85.             if (right == 0) {  // 处理除以零的情况
  86.                 ui->outputLabel->setText("Error: Division by zero");
  87.                 return false;
  88.             }
  89.             result = left / right; // 计算除法
  90.         }
  92.         numbers.push(result); // 将结果压入操作数栈
  93.     }
  95.     EqualBtnClicked = true;
  96.     // 确保栈中仅剩一个操作数，即计算结果
  97.     if (numbers.size() == 1) {
  98.         double result = numbers.pop(); // 获取计算结果
  99.         qDebug() << "ret: " << result;
  100.         ui->outputLabel->setText(QString::number(result, 'f', decimalCount)); // 显示结果（保留两位小数）
  101.         ui->displayLabel->setText("");
  102.         sentence = QString::number(result, 'f', decimalCount);
  104.         num = result;
  105.         operation = '\0';
  106.         // isNewOperation = true;
  107.         isFirstElement = true;
  108.         hasDecimalPoint = false;
  109.         decimalPlaces = 0.1;
  110.         decimalCount = 0;
  111.         EqualBtnClicked = false;
  113.         return true;
  114.     } else {
  115.         ui->outputLabel->setText("Error"); // 显示错误信息
  116.         return false;
  117.     }
  118. }
  120. void Calculator::initConnections()
  121. {
  122.     // 初始化数字按钮
  123.     for (int i = 0; i <= 9; ++i)
  124.     {
  125.         connect(findChild<QToolButton*>(QString("btn%1").arg(i)), &QToolButton::clicked, [this, i]() { btnNumClicked(i); });
  126.     }
  128.     // 初始化运算符
  129.     connect(ui->btnAdd, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('+'); });
  130.     connect(ui->btnSub, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('-'); });
  131.     connect(ui->btnMul, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('*'); });
  132.     connect(ui->btnDiv, &QToolButton::clicked, [this]() { btnOperatorClicked('/'); });
  134.     // 绑定 等于按钮
  135.     connect(ui->btnEqual, &QToolButton::clicked, [this]() { btnEqualClicked(); });
  136.     // 绑定其他功能按钮
  137.     connect(ui->btnC, &QToolButton::clicked, [this]() { btnCClicked(); });
  138.     connect(ui->btnCE, &QToolButton::clicked, [this]() { btnCEClicked(); });
  140.     connect(ui->btnBack, &QToolButton::clicked, [this]() { btnBackClicked(); });
  141.     connect(ui->btnSquare, &QToolButton::clicked, [this]() { btnSquareClicked(); });
  142.     connect(ui->btnFraction, &QToolButton::clicked, [this]() { btnFractionClicked(); });
  143.     connect(ui->btnSqrt, &QToolButton::clicked, [this]() { btnSqrtClicked(); });
  144.     connect(ui->btnPer, &QToolButton::clicked, [this]() { btnPerClicked(); });
  145.     connect(ui->btnSpot, &QToolButton::clicked, [this]() { btnSpotClicked(); });
  146.     connect(ui->btnReverse, &QToolButton::clicked, [this]() { btnReverseClicked(); });
  148. }
复制代码
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；
  1. oid Calculator::btnCClicked()
  2. {
  3.     // 清空全部内容
  4.     initMembers();
  5.     sentence = "";
  6.     ui-> displayLabel->setText("");
  7.     ui->outputLabel->setText("");
  8. }
  10. void Calculator::btnCEClicked()
  11. {
  12.     initMembers();
  13.     ui->displayLabel->setText("");
  14. }
  16. void Calculator::initMembers()
  17. {
  18.     num = 0;
  19.     operation = '\0';
  20.     isNewOperation = true;
  21.     isFirstElement = true;
  22.     hasDecimalPoint = false;
  23.     decimalPlaces = 0.1;
  24.     decimalCount = 0;
  25.     EqualBtnClicked = false;
  26. }
复制代码
其他功能

其他的功能诸如平方数、开根号、取分数等，都只需要简单盘算一下再设置num即可。
  1. void Calculator::btnCClicked()
  2. {
  3.     // 清空全部内容
  4.     initMembers();
  5.     sentence = "";
  6.     // ui-> displayLabel->setText("displayLabel");
  7.     // ui->outputLabel->setText("outputLabel");
  8.     ui-> displayLabel->setText("");
  9.     ui->outputLabel->setText("");
  10. }
  12. void Calculator::btnCEClicked()
  13. {
  14.     initMembers();
  15.     ui->displayLabel->setText("");
  16. }
  18. void Calculator::btnSquareClicked()
  19. {
  20.     num *= num;
  21.     ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6));
  22. }
  24. void Calculator::btnSqrtClicked()
  25. {
  26.     if (num >= 0) { // 防止负数开根号的错误
  27.         num = sqrt(num); // 计算平方根
  28.         ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6)); // 显示6位小数
  29.     } else {
  30.         ui->displayLabel->setText("Error: 负数不能开根号"); // 处理负数开根号的情况
  31.     }
  32. }
  34. void Calculator::btnFractionClicked()
  35. {
  36.     if (num != 0) { // 防止除以0的错误
  37.         num = 1.0 / num;
  38.         ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6)); // 显示6位小数
  39.     } else {
  40.         ui->displayLabel->setText("Error: 除数不能为0"); // 处理除以0的情况
  41.     }
  42. }
  44. void Calculator::btnPerClicked()
  45. {
  46.     num = num / 100.0; // 将当前值转换为百分比
  47.     ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount + 6)); // 显示6位小数
  48. }
  50. void Calculator::btnReverseClicked()
  51. {
  52.     num = -num;
  53.     ui->displayLabel->setText(QString::number(num, 'f', decimalCount)); // 更新显示，6位小数
  54. }
复制代码
结果演示



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