【c++】基于Qt实现一个可视化的简易计算器

这个作业属于哪个课程	https://bbs.csdn.net/forums/ssynkqtd-05
这个作业要求在哪里	https://bbs.csdn.net/topics/617294583
这个作业的目标	实现基本功能功能：具有基本功能的计算器 实现加、减、乘、除、归零基本操作。 附加功能：具有科学计算的计算器 实现次方、幂、三角函数等操作。 在博客中使用文字、图片（gif）或者视频的方式展示自己的计算器功能。
其他参考文献	https://www.bilibili.com/video/BV1Lh4y1P7PN/?spm_id_from=333.880.my_history.page.click&vd_source=26f8d37993bc2c282ed4952bca067aba

视频展示

无标题视频——使用Clipchamp制作

Gitcode项目地址

https://gitcode.net/m0_62370558/my-Qt-project

PSP表格

PSP	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	20	20
• Estimate	• 估计这个任务需要多少时间	15	10
Development	开发	1200	1500
• Analysis	• 需求分析 (包括学习新技术）	400	450
• Design Spec	• 生成设计文档	60	60
• Design Review	• 设计复审	50	70
• Coding Standard	• 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	40	60
• Design	• 具体设计	60	120
• Coding	• 具体编码	200	240
• Code Review	• 代码复审	90	100
• Test	• 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	300	400
Reporting	报告	150	210
• Test Repor	• 测试报告	80	100
• Size Measurement	• 计算工作量	20	20
• Postmortem & Process Improvement Plan	• 事后总结, 并提出过程改进计划	50	90
	合计	1370	1730

解题思路描述

要求实现一个简易计算器，要求具有可视的图形化界面。

问题1 选择合适的编译语言和工具

之前从未接触过可视化界面的设计，所以在查询资料后，我选择了Qt这个跨平台的c++开发库，因为它在更易上手的同时官方也在不断更新功能。

问题2 设计与实现过程

在观看了一些视频及博客后，我最终采取了Qt中信号和槽连接的方式，采用cmath库中的函数来进行数学运算。

问题3 单元测试

编写单元测试的代码，确保计算机能够正常工作。参考此链接https://www.cnblogs.com/lsgxeva/p/12564481.html，选取QTest这一Qt自带的测试文件，用**QTest::keyClicks()**这个函数模拟GUI事件，测试案例。
以下链接为Qt官方对于QTest这一头文件的定义，并且Qt5以上的版本都能使用。
https://doc.qt.io/qt-6.4/qtest.html#KeyAction-enum

问题4 打包成exe文件

参考此链接https://blog.csdn.net/2203_75749383/article/details/131770662将vs的项目打包成exe文件

接口设计和实现过程

工具：Qt6.4.3、Visual Studio2022

把所有的按钮放到同一个组中，一起控制,用connect()函数将信号和槽连接到一起。（注：connent()函数在Qt5以下的版本可能会报错）

void Calculator::iniUI()
{
    buttonGroup = new QButtonGroup(this);
    auto btnList = findChildren<QPushButton*>();
    for (auto btn : btnList)
    {
        buttonGroup->addButton(btn);
    }
    connect(buttonGroup, SIGNAL(buttonClicked(QAbstractButton*)), this, SLOT(onButtonGroupClicked(QAbstractButton*)));
    vec.resize(5);
}

关键代码展示

1.按下数字键时输出到结果框中，如果按下数字键时，结果框里已经有了数字，那么将先把这个数字清空，并重置成刚刚按下的数字

 if (name >= "0" && name <= "9" || name == ".")
 {
     if (ui->lineEdit->text() == "0" && name != ".")
     {
         ui->lineEdit->clear();
     }
     if (prevBtn == "+" || prevBtn == "-" || prevBtn == "×" || prevBtn == "÷" || prevBtn == "xⁿ" || prevBtn == "+/-")
     {
         ui->lineEdit->clear();
     }
     ui->lineEdit->insert(name);
 }

2.当按下“=”键时，计算各种运算的结果，并输出到结果框。

else if (name == "=")
{
    vec[2] = val;
    vec[3] = "=";
    if (prevBtn == "+/-" || prevBtn == "=")
    {
        vec[2].clear();
        vec[3].clear();
    }
    if (vec[1] == "+")
    {
        vec[4] = vec[0].toFloat() + vec[2].toFloat();
        ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
    }
    else if (vec[1] == "-")
    {
        vec[4] = vec[0].toFloat() - vec[2].toFloat();
        ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
    }
    else if (vec[1] == "×")
    {
        vec[4] = vec[0].toFloat() * vec[2].toFloat();
        ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
    }
    else if (vec[1] == "÷")
    {
        vec[4] = vec[0].toFloat() / vec[2].toFloat();
        ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
    }
    else if (vec[1] == "^")
    {
        vec[4] = pow(vec[0].toFloat(), vec[2].toFloat());
        ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
    }
    else if (vec[0] == "²√")
    {
        vec[2] = "=";
        vec[3] = sqrt(vec[1].toFloat());
        ui->lineEdit->setText(vec[3].toString());
    }
    else if (vec[0] == "ln")
    {
        vec[2] = "=";
        vec[3] = log(vec[1].toFloat());
        ui->lineEdit->setText(vec[3].toString());
    }
    else if (vec[0] == "sin")
    {
        vec[2] = "=";
        vec[3] = sin(vec[1].toFloat() * 3.1415926 / 180);
        ui->lineEdit->setText(vec[3].toString());
    }
    else if (vec[0] == "cos")
    {
        vec[2] = "=";
        vec[3] = cos(vec[1].toFloat() * 3.1415926 / 180.0);
        ui->lineEdit->setText(vec[3].toString());
    }
    else if (vec[0] == "tan")
    {
        vec[2] = "=";
        vec[3] = tan(vec[1].toFloat() * 3.1415926 / 180.0);
        ui->lineEdit->setText(vec[3].toString());
    }
    else if (vec[0] == "e^")
    {
        vec[2] = "=";
        vec[3] = exp(vec[1].toFloat());
        ui->lineEdit->setText(vec[3].toString());
    }
}

3.用于显示小输入框的代码

ui->lineEdit_2->clear();
for (auto var : vec)
{
    qInfo() << var.toString();
    ui->lineEdit_2->insert(var.toString());
}
prevBtn = name;

性能改进

• 界面美化
  因为Qt基础的按钮和窗体太过简陋，所以参考一些美化的博客，实现了窗体的颜色替换，按钮的颜色、边框的颜色、鼠标触碰按钮和按下按钮时，按钮的颜色替换、圆角边框等设计

*
{
	border:none;
	
	background-color: rgb(255, 255, 255);
}

QPushButton{
	font: 15pt "微软雅黑";
    color: #2f3640;
    background-color: #f5f6fa;
    border-color: rgb(61,179,255);
    border-radius: 15px;
    border-style: solid;
    border-width: 2px;
    padding: 5px;
}


QPushButton::hover{	
    color: #FFFFFF;
    background-color: rgb(142,200,253);
    border-color:rgb(142,200,253);
}

/**鼠标按压下去的样式**/
QPushButton::pressed,QPushButton::checked{
    color: #FFFFFF;
    background-color: rgb(49,159,254);
}


QPushButton#btn_num_sign,#btn_num_dort,#btn_num_0,#btn_num_1,#btn_num_2,#btn_num_3,#btn_num_4,#btn_num_5,#btn_num_6,#btn_num_7,#btn_num_8,#btn_num_9
{
	font:normal 15pt '微软雅黑';
}


QPushButton#btn_num_is
{
	
	background-color: rgb(0,103,192);
}
QPushButton#btn_num_is:hover
{
	
	background-color: rgb(23,117,197);
}
QPushButton#btn_num_is::pressed,QPushButton#btn_num_is::checked{
    color: #FFFFFF;
    background-color: rgb(49,159,254);
}

*四舍五入保留小数处理
采取将float类型的数据先×100，再调用cmath库中的round()库四舍五入，然后再÷100.00的方法对数据进行处理。

 if (vec[1] == "+")
 {
     vec[4] = vec[0].toFloat() + vec[2].toFloat();
     vec[4] = round(vec[4].toFloat() * 100) / 100.00;
     ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
 }
 else if (vec[1] == "-")
 {
     vec[4] = vec[0].toFloat() - vec[2].toFloat();
     vec[4] = round(vec[4].toFloat() * 100) / 100.00;
     ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
 }

单元测试

简单对加减乘除四个运算做单元测试，均通过。

异常处理

try{
	if(vec[1] == "÷" && vec[2] == "0")
	{
		throw error;
	}
}catch（error）{
	ui->lineEdit->setText("ERROR!");
}

else if (vec[1] == "÷")
{
    if (vec[2].toFloat() == 0)
    {
        ui->lineEdit->clear();
        ui->lineEdit->setText("ERROR!");
    }
    else {
        vec[4] = vec[0].toFloat() / vec[2].toFloat();
        vec[4] = round(vec[4].toFloat() * 100) / 100.00;
        ui->lineEdit->setText(vec[4].toString());
    }
}

…

心得体会

因为这个作业，我第一次实现了自己开发一个简单的项目——简易计算器。并且为了完整地完成本次作业，我在前期准备时，了解了Qt这个软件地应用和使用方法。 随着一步步跟着作业需求进行，我也一步步收获了许多我以前没有接触到的知识，如何设计一个可视化界面，如何连接信号与槽，如何进行单元测试，如何打包一个小程序，如何进行异常处理······这些收获都将对我之后的学习有所帮助。
而在这个项目中，我也有很多需要更加努力尝试去改进的地方，因为编程能力薄弱，总是有心有余而力不足的情况。在本次项目中，还有一些可能会导致计算机失灵的情况，但是我没有想到好的办法来解决，之后我也会在未来的项目中，多多注意这些问题。