使用 Python 创建一个应用程序来计算圆的面积和周长（千字长文）

快速解决

直接使用 math 模块计算圆面积和周长，输入半径即可输出结果。

import math  # 导入数学库

radius = 5  # 定义半径
area = math.pi * radius ** 2  # 计算面积 πr²
circumference = 2 * math.pi * radius  # 计算周长 2πr
print(f"面积: {area:.2f}, 周长: {circumference:.2f}")  # 格式化输出

常用方法

方法类型	使用频率	适用场景	优点	示例
基本函数计算	⭐⭐⭐⭐⭐	命令行工具	代码简洁	`def calculate_circle(r):`
类封装计算	⭐⭐⭐⭐	面向对象项目	便于扩展	`class CircleCalculator:`
图形化界面	⭐⭐⭐	交互式应用	可视化操作	`tkinter.Tk()`
Web API 服务	⭐⭐	远程调用	支持多端	`Flask(__name__)`
批量数据处理	⭐⭐	科学计算	高效处理	`np.vectorize()`
异常处理版本	⭐	安全性要求高	输入校验	`try/except`

详细说明

基本函数实现

import math

def calculate_circle(radius):
    area = math.pi * radius * radius  # 面积公式
    circumference = 2 * math.pi * radius  # 周长公式
    return area, circumference

result = calculate_circle(7)
print(f"面积: {result[0]:.2f}, 周长: {result[1]:.2f}")

类封装方式

import math

class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius  # 初始化半径属性
    
    def area(self):
        return math.pi * self.radius ** 2  # 面积方法
    
    def circumference(self):
        return 2 * math.pi * self.radius  # 周长方法

circle = Circle(3.5)
print(f"面积: {circle.area():.2f}, 周长: {circle.circumference():.2f}")

图形化界面程序

import tkinter as tk
import math

def calculate():
    radius = float(entry.get())
    area = math.pi * radius ** 2
    circumference = 2 * math.pi * radius
    result.config(text=f"面积: {area:.2f}\n周长: {circumference:.2f}")

root = tk.Tk()
root.title("圆计算器")  # 设置窗口标题

label = tk.Label(root, text="请输入半径:")
label.pack()

entry = tk.Entry(root)
entry.pack()

button = tk.Button(root, text="计算", command=calculate)
button.pack()

result = tk.Label(root, text="")
result.pack()

root.mainloop()

高级技巧

构建 Web API 服务

from flask import Flask, request, jsonify
import math

app = Flask(__name__)

@app.route('/calculate', methods=['POST'])
def api_calculate():
    data = request.json
    radius = data['radius']
    area = math.pi * radius ** 2
    circumference = 2 * math.pi * radius
    return jsonify({
        "area": round(area, 2),
        "circumference": round(circumference, 2)
    })

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

使用 NumPy 批量计算

import numpy as np
import math

radii = np.array([2, 3, 5.5])  # 创建半径数组
areas = np.pi * radii ** 2  # 向量化计算面积
circumferences = 2 * np.pi * radii  # 向量化计算周长
print(f"面积: {areas}, 周长: {circumferences}")

常见问题

Q1: 输入非数字时程序会崩溃吗？

try:
    radius = float(input("请输入半径: "))
    # 计算逻辑
except ValueError:
    print("请输入有效数字！")  # 捕获类型错误

Q2: 如何提高圆周率精度？

from decimal import Decimal, getcontext
getcontext().prec = 50  # 设置精度为50位小数
area = Decimal(math.pi) * Decimal(radius) ** 2

Q3: 能否实现单位换算功能？

def convert_unit(value, from_unit, to_unit):
    units = {'mm': 1, 'cm': 10, 'm': 1000}
    return value * units[from_unit] / units[to_unit]

总结

通过 Python 的 math 模块和函数/类封装，可快速创建计算圆面积和周长的应用程序，并支持图形化界面和 Web 服务等扩展场景。