🧮 用 Python 和 Tkinter 构建现代统计计算器

Source: Dev.to

概览

Python 常因其数据科学生态系统而受到赞誉，但构建实用工具时并不一定需要 Pandas 或 NumPy。

在本文中，我们将使用以下技术打造 StatMate——一款简洁、现代的桌面统计计算器：

• 🪟 Tkinter – Python 的标准 GUI 库
• 🎨 sv‑ttk – Tkinter 的现代主题
• 📊 statistics – Python 内置的统计模块

完成后，你将拥有一个精致的 GUI 应用，能够计算：

• 平均值
• 中位数
• 众数
• 方差
• 标准差
• 最小值 / 最大值

…并具备实时输入校验和可配置的小数精度。

✨ Features

• 使用 sv‑ttk 的现代浅色主题
• 实时输入验证
• 占位符文本用户体验
• 可调节的小数精度
• 干净的状态栏反馈
• 优雅的错误处理

📦 要求

只需要一个外部依赖：

pip install sv-ttk

其他全部来自 Python 的标准库。

🧠 设计概览

应用程序被划分为以下逻辑部分：

1. Helpers – 状态更新、格式化、计算驱动
2. Validation – 基于正则表达式的数值输入过滤
3. Statistics Logic – 使用 statistics 模块
4. UI Layout – 卡片、标签、按钮和结果面板
5. UX Enhancements – 占位符文本、状态栏、精度控制

🧮 计算方式

用户以逗号分隔的列表输入数字，例如：

1, 2, 3, 4, 5

应用程序随后：

1. 解析并清理输入
2. 将数值转换为 float
3. 安全地计算统计信息
4. 根据所选精度格式化输出

对边缘情况（例如，没有唯一众数或仅有单个值）进行优雅处理。

🧑‍💻 完整源代码

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
import sv_ttk
import statistics
import re

# =========================
# Helpers
# =========================
def set_status(msg):
    status_var.set(msg)
    root.update_idletasks()

def fmt(value):
    try:
        p = precision_var.get()
        return f"{value:.{p}f}"
    except Exception:
        return str(value)

def calculate_stats():
    raw_input = numbers_entry.get()
    if raw_input.strip() == 'e.g., 1, 2, 3, 4':
        messagebox.showerror("Invalid Input", "Please enter a valid list of numbers.")
        return
    try:
        numbers = [float(x.strip()) for x in raw_input.split(",") if x.strip() != ""]
        if not numbers:
            raise ValueError

        mean_val = statistics.mean(numbers)
        median_val = statistics.median(numbers)
        try:
            mode_val = statistics.mode(numbers)
        except statistics.StatisticsError:
            mode_val = "No unique mode"
        variance_val = statistics.variance(numbers) if len(numbers) > 1 else 0
        stdev_val = statistics.stdev(numbers) if len(numbers) > 1 else 0

        result_var.set(
            f"📊 Mean: {fmt(mean_val)}\n"
            f"📌 Median: {fmt(median_val)}\n"
            f"🎯 Mode: {mode_val}\n"
            f"📈 Variance: {fmt(variance_val)}\n"
            f"📉 Std. Dev.: {fmt(stdev_val)}\n"
            f"🔽 Min: {fmt(min(numbers))}\n"
            f"🔼 Max: {fmt(max(numbers))}"
        )
        set_status("✅ Statistics calculated successfully")
    except ValueError:
        messagebox.showerror("Invalid Input", "Please enter a valid list of numbers.")

def validate_input(new_value):
    if new_value == '' or new_value == 'e.g., 1, 2, 3, 4':
        return True
    return re.match(r'^[0-9.,\s-]*$', new_value) is not None

# =========================
# App Setup
# =========================
root = tk.Tk()
root.title("StatMate - Full Statistics Tool")
root.geometry("950x650")
root.minsize(950, 650)
sv_ttk.set_theme("light")

precision_var = tk.IntVar(value=4)
status_var = tk.StringVar(value="Ready")

ttk.Label(root, textvariable=status_var, anchor="w",
          font=("Segoe UI", 10), padding=(10, 5)
).pack(side="bottom", fill="x")

main_frame = ttk.Frame(root, padding=20)
main_frame.pack(expand=True, fill="both")

ttk.Label(main_frame, text="StatMate",
          font=("Segoe UI", 28, "bold")
).pack(anchor="w")

ttk.Label(main_frame, text="Full Statistics Calculator",
          font=("Segoe UI", 14), foreground="#555"
).pack(anchor="w", pady=(0, 20))

input_card = ttk.LabelFrame(main_frame, text="Input Numbers & Precision", padding=20)
input_card.pack(fill="x", pady=(0, 20))

input_row = ttk.Frame(input_card)
input_row.pack(fill="x")

def on_entry_click(event):
    if numbers_entry.get() == 'e.g., 1, 2, 3, 4':
        numbers_entry.delete(0, "end")
        numbers_entry.config(fg='black')

def on_focusout(event):
    if numbers_entry.get() == '':
        numbers_entry.insert(0, 'e.g., 1, 2, 3, 4')
        numbers_entry.config(fg='grey')

ttk.Label(input_row, text="Numbers:").grid(row=0, column=0)
numbers_entry = tk.Entry(input_row, font=("Segoe UI", 14), width=40, fg='grey')
numbers_entry.insert(0, 'e.g., 1, 2, 3, 4')
numbers_entry.bind('', on_entry_click)
numbers_entry.bind('', on_focusout)
numbers_entry.grid(row=0, column=1, padx=(5, 20))

vcmd = (root.register(validate_input), '%P')
numbers_entry.config(validate='key', validatecommand=vcmd)

ttk.Label(input_row, text="Decimal Precision:").grid(row=0, column=2)
ttk.Spinbox(input_row, from_=0, to=10,
            textvariable=precision_var, width=5
).grid(row=0, column=3, padx=(5, 0))

ttk.Button(main_frame, text="📊 Calculate Statistics",
           command=calculate_stats,
           style="Accent.TButton"
).pack(pady=20, ipadx=10, ipady=10)

result_card = ttk.LabelFrame(main_frame, text="Results", padding=20)
result_card.pack(fill="both", expand=True)

result_var = tk.StringVar(value="—")

tk.Label(result_card, textvariable=result_var,
         font=("Segoe UI", 16, "bold"),
         justify="left", anchor="nw",
         bd=2, relief="groove", padx=10, pady=10
).pack(fill="both", expand=True)

root.mainloop()

🚀 可能的改进

• 导出结果为 CSV
• 添加直方图可视化
• 暗模式切换
• 键盘快捷键
• 保存/加载数据集

🎯 最后思考

Tkinter 不一定要显得过时。只要稍加结构、验证和现代主题，你就能交付一个时尚、功能齐全的统计工具，能够在任何支持 Python 的环境中运行。祝编码愉快！

如果你喜欢这个项目，考虑扩展它——或者将其转变为可重用的统计工具包。

祝构建顺利！ 🧠📊