python 设计一个简单的计算器 设计文档

设计一个简单的Python计算器应用的步骤通常包括以下几个部分：

### 1. **需求分析**
- 功能需求：基本的加减乘除运算，以及可能需要支持括号处理、幂运算等高级功能。
- 用户界面：命令行交互或者图形用户界面（GUI），这取决于项目的定位和目标受众。

### 2. **设计模式选择**
- 使用面向对象编程（OOP）的方式，可以创建`Calculator`类作为核心，包含操作方法如`add`, `subtract`, `multiply`, `divide`。

### 3. **类结构与接口设计**
- 定义`Calculator`类：包含私有变量存储操作数，公共方法执行计算。
- 可能还需要`InputHandler`类负责接收用户的输入并转换为数字。

### 4. **方法实现**
- 对于加减乘除，创建对应的操作函数，并在主循环中调用。
- 括号处理：使用栈来保存操作符和优先级，解析表达式。
- 再现复杂运算：引入递归或堆栈算法处理幂等运算和其他嵌套操作。

### 5. **错误处理**
- 处理除零错误、非法字符输入以及不符合数学规范的表达式。
- 提供友好的提示信息给用户。

### 6. **测试与优化**
- 编写单元测试验证各个功能是否正常工作。
- 根据实际运行情况调整代码，提高用户体验和性能。

**示例代码概览**:

class Calculator:
    def __init__(self):
        self.operators = []
        self.operands = []

    def add(self, num):
        # 添加到运算数列表
        ...

    def subtract(self, num):
        # 实现减法
        ...

    def multiply(self, num):
        # 实现乘法
        ...

    def divide(self, num):
        # 实现除法，注意处理除零
        ...

def parse_input(expression):
    # 解析用户输入
    ...

def main():
    calculator = Calculator()
    while True:
        expression = input("请输入表达式(例如: 1 + 2): ")
        result = parse_expression(calculator, expression)
        print(f"结果: {result}")

if __name__ == "__main__":
    main()