在Python中编写一个简单的计算器功能。

计算器是一种广泛应用的工具，在生活和工作中经常会遇到需要进行简单数学运算的情况，如计算购物总价、算出一个人的身体质量指数、计算利率等等。Python是一种功能强大的编程语言，我们可以利用Python编写一个简单的计算器，方便我们在日常生活和工作中进行数学运算。

一、概述

我们的计算器功能需要具备以下基本能力：

1. 实现加减乘除四则运算；

2. 能够连续计算多组数学表达式；

3. 能够判断输入合法性。

二、实现基本能力

实现加减乘除四则运算

四则运算是加减乘除的简称，我们需要通过Python实现对于数字输入的加减乘除四种基础运算操作的功能。这里提供一个简单的实现方式：

def add(a, b):
    return a + b

def substract(a, b):
    return a - b

def multiply(a, b):
    return a * b

def divide(a, b):
    return a / b

以上代码定义了add、substract、multiply和divide四个函数，分别实现了加、减、乘、除四种基础运算操作。我们只需传入两个参数a和b，就可以调用相应的函数获取运算结果。

实现连续计算多组数学表达式

如果我们只想计算一次运算，将上述四个函数结合起来使用即可。但如果需要连续计算多组数学表达式，就需要利用Python的循环结构，完成一组数据的计算之后，继续接收用户的输入，再次进行计算。我们可以采用while循环，用户输入exit即可退出程序。如下所示：

print("Simple Calculator")

while True:
    print("
Enter 'exit' to end the program.")
    expression = input("Enter a new math expression:")

    if expression == 'exit':
        break

    try:
        result = eval(expression)
        print(f"The result of equation {expression} is {result}.")
    except:
        print(f"Unable to process the equation {expression}. Please input correct expression.")

以上代码就完成了基本的计算器功能，用户可以不断输入数学表达式，并根据表达式计算结果，直到输入exit退出程序。

实现输入合法性判断

由于输入的数学表达式可能会存在异常情况，比如：

1. 输入的数字类型不正确；

2. 表达式不是合法的数学表达式；

3. 用户输入的运算符不是加减乘除四种运算符之一。

针对这些情况，我们也需要编写代码，对用户输入进行合法性判断。以下为简单的实现方式：

print("Simple Calculator")

while True:
    print("
Enter 'exit' to end the program.")
    expression = input("Enter a new math expression:")

    if expression == 'exit':
        break

    try:
        if set(expression).difference(set("1234567890.+-*/()")):
            print(f"The math expression {expression} is not a valid equation.")
            continue
        result = eval(expression)

    except ZeroDivisionError:
        print(f"The equation {expression} has a division by zero error.")
        continue

    except (ValueError, TypeError):
        print(f"The equation {expression} is not a valid equation.")
        continue

    except:
        print(f"Unable to process the equation {expression}. Please input correct expression.")
        continue

    print(f"The result of equation {expression} is {result}.")

以上代码，我们通过try except语句捕获了异常，并给出了相应的提示，用户就可以根据提示进行修改，使得运算最终能够得到正确的结果。

三、总结

本文介绍了如何使用Python来实现一个简单的计算功能。我们学习了加减乘除四种运算方法的简单实现，通过while循环实现了对于连续计算数学表达式的能力，同时也提供了合法性判断的方法，提高了程序的健壮性和用户体验。我们可以在这个基础上不断完善和优化这个计算器功能，让它更加实用和智能。