作者：张大鹏 时间：2025-11-05 标签：Python、PyQt5、GUI、桌面开发、实战教程
一、前言
在桌面应用开发中，计算器 是一个非常适合入门的练手项目。 它涉及到图形界面设计、事件绑定、信号槽机制、布局管理等核心概念。
今天我们将使用 PyQt5（同样适用于 PyQt6）一步步实现一个可用的计算器程序，从 UI 布局到功能逻辑完整讲解。
最终效果如下👇：
- 支持加减乘除和小数运算；
- 按钮布局整齐；
- 可通过按钮或键盘输入操作；
- 界面美观，可打包为独立应用。
二、项目环境
| 项目依赖 | 说明 |
|---|---|
| Python 3.8+ | 推荐使用 3.9 或以上版本 |
| PyQt5 | 图形界面开发框架 |
| Qt Designer（可选） | 可视化 UI 设计工具 |
安装命令：
bash
pip install PyQt5三、项目结构
我们将项目组织如下：
bash
pyqt_calculator/
│
├── main.py # 主程序入口
├── calculator.ui # Qt Designer 设计文件（可选）
└── ui_calculator.py # UI 转换后的 Python 文件四、第一步：构建界面
我们先手动创建一个简单的界面，不依赖 Qt Designer。
python
# main.py
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QGridLayout, QPushButton, QLineEdit, QVBoxLayout
from PyQt5.QtCore import Qt
import sys
class Calculator(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.setWindowTitle("PyQt 计算器")
self.setFixedSize(300, 400)
self.init_ui()
def init_ui(self):
# 显示区域
self.display = QLineEdit()
self.display.setAlignment(Qt.AlignRight)
self.display.setReadOnly(True)
self.display.setStyleSheet("font-size: 24px; padding: 10px;")
# 按钮布局
buttons = {
'7': (0, 0), '8': (0, 1), '9': (0, 2), '/': (0, 3),
'4': (1, 0), '5': (1, 1), '6': (1, 2), '*': (1, 3),
'1': (2, 0), '2': (2, 1), '3': (2, 2), '-': (2, 3),
'0': (3, 0), '.': (3, 1), 'C': (3, 2), '+': (3, 3),
'=': (4, 0, 1, 4)
}
grid = QGridLayout()
for text, pos in buttons.items():
button = QPushButton(text)
button.setStyleSheet("font-size: 20px; height: 50px;")
if len(pos) == 2:
grid.addWidget(button, pos[0], pos[1])
else:
grid.addWidget(button, pos[0], pos[1], pos[2], pos[3])
button.clicked.connect(self.on_button_clicked)
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(self.display)
layout.addLayout(grid)
self.setLayout(layout)
def on_button_clicked(self):
sender = self.sender().text()
current = self.display.text()
if sender == "C":
self.display.clear()
elif sender == "=":
try:
result = str(eval(current))
self.display.setText(result)
except Exception:
self.display.setText("Error")
else:
self.display.setText(current + sender)
if __name__ == "__main__":
app = QApplication(sys.argv)
window = Calculator()
window.show()
sys.exit(app.exec_())运行后即可看到一个基础的计算器界面。
五、第二步：添加键盘输入支持
许多用户习惯直接使用键盘输入，我们可以重写 keyPressEvent 方法：
python
def keyPressEvent(self, event):
key = event.key()
if key == Qt.Key_Return or key == Qt.Key_Enter:
self.on_button_clicked() # 模拟 "="
elif key == Qt.Key_Backspace:
self.display.setText(self.display.text()[:-1])
else:
text = event.text()
if text.isdigit() or text in ['+', '-', '*', '/', '.']:
self.display.setText(self.display.text() + text)这样计算器即可同时响应键盘输入。
六、第三步：改进计算逻辑
直接使用 eval() 虽然简单，但存在安全风险。 我们可以使用 Python 内置的 ast 模块安全地解析表达式。
python
import ast
import operator as op
operators = {
ast.Add: op.add,
ast.Sub: op.sub,
ast.Mult: op.mul,
ast.Div: op.truediv
}
def safe_eval(expr):
node = ast.parse(expr, mode='eval').body
def _eval(node):
if isinstance(node, ast.Num):
return node.n
elif isinstance(node, ast.BinOp):
return operators[type(node.op)](_eval(node.left), _eval(node.right))
else:
raise TypeError(node)
return _eval(node)替换掉 eval(current) 部分即可更安全地计算。
七、第四步：美化界面
使用 Qt Style Sheet (QSS) 进行样式美化：
python
self.setStyleSheet("""
QWidget {
background-color: #2E3440;
}
QLineEdit {
background: #3B4252;
color: #ECEFF4;
border: none;
border-radius: 5px;
}
QPushButton {
background-color: #4C566A;
color: #ECEFF4;
border-radius: 8px;
}
QPushButton:hover {
background-color: #5E81AC;
}
QPushButton:pressed {
background-color: #81A1C1;
}
""")界面将呈现出类似现代深色主题的视觉效果。
八、第五步：项目打包
当应用开发完成后，我们可以使用 pyinstaller 打包为可执行文件：
bash
pip install pyinstaller
pyinstaller -F -w main.py-F：打包为单文件-w：去掉控制台窗口（适合 GUI 应用）
生成的可执行文件在 dist/ 目录中。
九、扩展思路
这个项目的核心结构可以进一步扩展：
- ✅ 添加括号与优先级运算
- ✅ 显示历史计算记录
- ✅ 支持科学计算（sin、cos、sqrt 等）
- ✅ 国际化（i18n）
- ✅ 保存用户偏好与主题
通过这些改进，你可以将这个小项目打磨成一个完整的专业级桌面工具。
十、总结
通过本篇实战，我们掌握了以下关键技能：
- 使用 PyQt5 搭建窗口与控件布局；
- 理解 信号与槽 的事件机制；
- 构建计算逻辑与安全求值；
- 使用 QSS 美化界面；
- 打包发布桌面应用。
PyQt 的强大不仅在于能做出"好看的界面"，更在于它与 Python 的生态融合： 你可以轻松把它扩展成数据可视化工具、AI 模型控制台、图像处理前端等等。
下一步，不妨试着给这个计算器加上图表或语音输入功能，体验 PyQt 真正的扩展性。