Python で簡易的な電卓作りに挑戦！
誰もが使ったことがあるであろう「電卓」。
実は、Python で簡単に作れるんです。
Python で GUI を作成する場合、「規則的なボタンの配列」や「内部的な処理が簡単」な電卓は、とても学習しやすいテーマ！
ぜひ、GUI ライブラリ学習の一歩として、一緒に電卓を作ってみましょう！
Tkinter とは？
「Tkinter」は、Python のモジュールの一つです。
デスクトップ向けアプリを作成する際に使われるもので、ボタンやエディタなどの部品「Widgit」を使って、GUI アプリを実装することができます。
ちなみに、Python でデスクトップアプリを作成する場合、他にも以下のようなライブラリがあります。
- Kivy
- wxPython
- PyQt
今回は、主要かつ手軽に扱えることから、「Tkinter」での実装を行います。
Tkinter を扱うことのメリット
Tkinter の最大の特徴は、主要な OS に対応していることです。
そのため、ユーザーの OS を気にしなくて済む、クロスプラットフォームな GUI ライブラリなのです。
さらに、OS が Linux なら、ほとんどの場合 Python が標準搭載されているため、ソースコードを渡すだけで使えます。
Tkinter の導入方法
それでは、さっそく Tkinter を導入しましょう!
Python のインストール
Python のインストールは公式サイトから簡単にインストールできますよ。
【Python 公式サイト】
https://www.python.org/downloads/
インストールが済んだら、コマンドで一度、確認してみましょう。
1# Pythonのバージョン確認
2Python --versionライブラリのインストール
そうしたら、標準搭載の Tkinter を確認してみましょう！
1# Tkinter のバージョン確認
2# Python シェルを起動してください
3Python
4>>import tkinter
5>>tkinter._test()正しくインストールされていれば、ポップアップが表示されます。
【実装例】 Tkinter で簡易的な電卓を！
さて、次は、実際に Tkinter を使って簡易的な電卓を作っていきましょう！
基本的な「Tkinter」の Window を作成
まず、基本的な空の Window だけ作ってみましょう。
以下の画像が、空の Window の実装例です。
以下が、今回の実装例のコードです。
1# Libraries Import
2import tkinter as tk
3
4# 簡易的な電卓を作ってみた！
5class CaluGui(object):
6 def __init__(self, app=None):
7 # Window Setting
8 app.title('簡易的な電卓を作ってみた') # Window のタイトル
9 app.geometry('400x600') # Window のサイズ
10
11
12
13def main():
14 # Window Setting
15 app = tk.Tk()
16 CaluGui(app)
17
18 # Display
19 app.mainloop() # Window をループで回すことで Widgit に対応できるようになる
20
21if __name__ == '__main__':
22 main()このコードは、以下の処理を行っています。
ライブラリのインポート
1# Libraries Import
2import tkinter as tkPython3.x では「tkinter」と全て小文字で書きます。
ウィンドウを作成し、タイトルやサイズを設定
1# 簡易的な電卓を作ってみた！
2class CaluGui(object):
3 def __init__(self, app=None):
4 # Window Setting
5 app.title('簡易的な電卓を作ってみた') # Window のタイトル
6 app.geometry('300x450') # Window のサイズメインループの実行
1# Display
2app.mainloop() # Window をループで回すことで Widgit に対応できるようになる拡張子「.py」で実行されているか判断
1if __name__ == '__main__':
2 main()このコードを基本として、部品を組み合わせていくことで、デスクトップアプリケーションを作成していくことができます！
簡易的な電卓の作成
GUI を作成するにあたって、重要なポイントは「デザイン」です。
今回は、以下のようなデザインで作成していきます。
以下が、今回の実装例のコードです。
1# Libraries Import
2import tkinter as tk
3from tkinter import ttk
4
5# Define
6BUTTON = [
7 ['', 'B', 'C', '/'],
8 ['7', '8', '9', '*'],
9 ['4', '5', '6', '-'],
10 ['1', '2', '3', '+'],
11 ['00', '0', '.', '=']
12]
13
14SYMBOL = ['+', '-', '*', '/']
15
16# 簡易的な電卓を作ってみた！
17class CaluGui(object):
18 def __init__(self, app=None):
19 # Define
20 self.calc_str = '' # 計算用の文字列
21
22 # Window Setting
23 app.title('簡易的な電卓を作ってみた') # Window のタイトル
24 app.geometry('300x450') # Window のサイズ
25
26 # Frame Setting
27 calc_frame = ttk.Frame(app, width=300, height=100) # 計算式と結果用のFrame
28 calc_frame.propagate(False) # サイズが固定される
29 calc_frame.pack(side=tk.TOP, padx=10, pady=20) # 余白の設定
30 button_frame = ttk.Frame(app, width=300, height=400) # 計算ボタン用のFrame
31 button_frame.propagate(False) # サイズが固定される
32 button_frame.pack(side=tk.BOTTOM) # 余白の設定
33
34 # Parts Setting
35 self.calc_var = tk.StringVar() # 計算式用の動的変数
36 self.ans_var = tk.StringVar() # 結果用の動的変数
37 calc_label = tk.Label(calc_frame, textvariable=self.calc_var, font=("",20)) # 計算式用のLabel
38 ans_label = tk.Label(calc_frame, textvariable=self.ans_var, font=("",15)) # 結果用のLabel
39 calc_label.pack(anchor=tk.E) # 右揃えで配置
40 ans_label.pack(anchor=tk.E) # 右揃えで配置
41
42 for y, row in enumerate(BUTTON, 1): # Buttonの配置
43 for x, num in enumerate(row):
44 button = tk.Button(button_frame, text=num, font=('', 15), width=6, height=3)
45 button.grid(row=y, column=x) # 列や行を指定して配置
46 button.bind('<Button-1>', self.click_button) # Buttonが押された場合
47
48 def click_button(self, event):
49 check = event.widget['text'] # 押したボタンのCheck
50
51 if check == '=': # イコールの場合
52 if self.calc_str[-1:] in SYMBOL: # 記号の場合、記号よりも前で計算
53 self.calc_str = self.calc_str[:-1]
54
55 res = '= ' + str(eval(self.calc_str)) # eval関数の利用
56 self.ans_var.set(res)
57 elif check == 'C': # クリアの場合
58 self.calc_str = ''
59 self.ans_var.set('')
60 elif check == 'B': # バックの場合
61 self.calc_str = self.calc_str[:-1]
62 elif check in SYMBOL: # 記号の場合
63 if self.calc_str[-1:] not in SYMBOL and self.calc_str[-1:] != '':
64 self.calc_str += check
65 elif self.calc_str[-1:] in SYMBOL: # 記号の場合、入れ替える
66 self.calc_str = self.calc_str[:-1] + check
67 else: # 数字などの場合
68 self.calc_str += check
69
70 self.calc_var.set(self.calc_str)
71
72
73
74def main():
75 # Window Setting
76 app = tk.Tk()
77 # Window size non resizable
78 app.resizable(width=False, height=False)
79 CaluGui(app)
80 # Display
81 app.mainloop() # Window をループで回すことで Widgit に対応できるようになる
82
83if __name__ == '__main__':
84 main()このコードは、以下の処理を行っています。
ライブラリのインポート
1# Libraries Import
2from tkinter import ttkボタンの配置や記号を定義
1# Define
2BUTTON = [
3 ['', 'B', 'C', '/'],
4 ['7', '8', '9', '*'],
5 ['4', '5', '6', '-'],
6 ['1', '2', '3', '+'],
7 ['00', '0', '.', '=']
8]
9
10SYMBOL = ['+', '-', '*', '/']画面上に部品を設置する Frame を作成
ttk モジュールを用いて、Frame のサイズや余白を設定します。
1# Frame Setting
2calc_frame = ttk.Frame(app, width=300, height=50) # 計算式と結果用のFrame
3calc_frame.propagate(False) # サイズが固定される
4calc_frame.pack(side=tk.TOP, padx=10, pady=20) # 余白の設定
5button_frame = ttk.Frame(app, width=300, height=400) # 計算ボタン用のFrame
6button_frame.propagate(False) # サイズが固定される
7button_frame.pack(side=tk.BOTTOM) # 余白の設定作成した Frame に部品を配置
Tkinter のモジュール「StringVar」を使い、計算式や計算結果を動的に挿入するための変数を作成します。
さらに、Label や Buttonの配置を行います。
Tkinter のイベント処理「bind」を使い、クリックされた時の処理も定義しましょう。
1# Parts Setting
2self.calc_var = tk.StringVar() # 計算式用の動的変数
3self.ans_var = tk.StringVar() # 結果用の動的変数
4calc_label = tk.Label(calc_frame, textvariable=self.calc_var, font=("",20)) # 計算式用のLabel
5ans_label = tk.Label(calc_frame, textvariable=self.ans_var, font=("",15)) # 結果用のLabel
6calc_label.pack(anchor=tk.E) # 右揃えで配置
7ans_label.pack(anchor=tk.E) # 右揃えで配置
8
9for y, row in enumerate(BUTTON, 1): # Buttonの配置
10 for x, num in enumerate(row):
11 button = tk.Button(button_frame, text=num, font=('', 15), width=6, height=3)
12 button.grid(row=y, column=x) # 列や行を指定して配置
13 button.bind('<Button-1>', self.click_button) # Buttonが押された場合button がクリックされた時の処理を定義
まず、どの button が押されたことをチェックします。
押された button が記号であるかなどの条件によって、それぞれに適した処理を設定します。
1def click_button(self, event):
2 check = event.widget['text'] # 押したボタンのCheck
3
4 if check == '=': # イコールの場合
5 if self.calc_str[-1:] in SYMBOL: # 記号の場合、記号よりも前で計算
6 self.calc_str = self.calc_str[:-1]
7
8 res = '= ' + str(eval(self.calc_str)) # eval関数の利用
9 self.ans_var.set(res)
10 elif check == 'C': # クリアの場合
11 self.calc_str = ''
12 self.ans_var.set('')
13 elif check == 'B': # バックの場合
14 self.calc_str = self.calc_str[:-1]
15 elif check in SYMBOL: # 記号の場合
16 if self.calc_str[-1:] not in SYMBOL and self.calc_str[-1:] != '':
17 self.calc_str += check
18 elif self.calc_str[-1:] in SYMBOL: # 記号の場合、入れ替える
19 self.calc_str = self.calc_str[:-1] + check
20 else: # 数字などの場合
21 self.calc_str += check
22
23 self.calc_var.set(self.calc_str)関数 'eval'
今回、計算で使っている関数が 'eval' とよばれる関数です。
普段使っている、print 関数を使って以下のように書いてみましょう。
1print('123+456')クォーテーションの中に書かれた文字列をそのまま出力したはずです。
しかし、'eval' 関数を使って以下のように書いてみましょう。
1eval('123+456')クォーテーションの中の文字列を計算式として、認識し、計算結果を出力します。
さいごに
「GUI 作成なら、Python よりもっと使いやすい言語があるじゃん…」と思う人も多いでしょう。
しかし、Python の特徴である「記述のしやすさ」「充実したライブラリ」は、様々な機能の拡張がしやすいといったメリットもあるんです。
Python や GUI 開発に興味がある人は、ぜひ一度試してみてくださいね！
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