CalculusCalculator 1.6.3

A powerful GUI-based calculus calculator for symbolic mathematics, derivatives, integrals, and more.

CalculusCalculator 微积分计算器

CalculusCalculator 是一个基于 SymPy 和 PySide6 的图形化微积分计算工具，支持求导、积分、函数性质分析、表达式变形、方程（组）与不等式（组）求解、微分方程求解、符号计算、向量运算、解三角形、函数绘图、平面/立体几何定义、计算与绘图等功能，并提供了存档/读档及 Web 版本。

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基本信息

• 项目地址：GitHub - limingkang12345/CalculusCalculator
• 网页版：https://limingkang.pythonanywhere.com
• 最新版本：v1.6.3
• 开发语言：Python 3.8+
• 核心库：SymPy（符号计算）、PySide6（GUI 框架）、Matplotlib（几何绘图）
• 功能概览：
  • 显函数 / 隐函数求导（支持代入求值）
  • 不定积分 / 定积分
  • 函数值域、单调区间、奇偶性、周期、最值
  • 表达式化简、展开、因式分解、通分、部分分式、三角恒等变换、对数变换、换元等 13 种方法
  • 方程、不等式、方程组、不等式组的求解
  • 常微分方程求解
  • 符号计算：三种计算引擎（Python 内置 / Mpmath 高精度 / SymPy 符号），支持 LaTeX 渲染与源码复制
  • 自定义函数列表（fs 字典），支持函数调用传参 f(3) 及嵌套调用 f(g(2))
  • 分母有理化：求导、积分、方程求解等结果自动执行有理化
  • 向量运算（v1.5.0）：定义二维向量，支持加法、减法、点积、夹角计算及向量属性显示
  • 解三角形（v1.5.0）：支持 ASA、AAS、SAS、SSA、SSS 等多种三角形条件求解
  • 函数绘图（v1.5.0）：基于 Matplotlib 绘制函数图像，支持自定义定义域
  • 平面几何（v1.5.1）：定义点/直线/线段/圆/三角形/多边形，支持位置关系构造（中垂线、角平分线、中线、高线、内切圆、旁切圆等），复选框筛选绘图
  • 立体几何（v1.5.1）：定义三维点/直线/线段/平面，支持平行/垂直构造、垂足计算、斜二测画法，复选框筛选 3D 绘图
  • 几何计算（v1.5.2）：平面几何 32 种运算（两点距离、中点、共线判断、直线/圆/三角形/多边形属性、向量计算、变换等）、立体几何 22 种运算（三维点/线/面关系、四面体体积、斜二测投影/面积变换等）
  • 回车快捷键（v1.5.2）：各页面主要文本输入框支持回车键触发对应按钮功能
  • 工程存档/读档（JSON 格式），支持保存所有几何对象
  • LaTeX 代码直接输入（v1.6.1）：在表达式前添加 $ 标识，可直接输入 LaTeX 代码，系统自动解析为 SymPy 表达式

v1.6.3 更新内容

1. 设置选项卡：新增"设置"选项卡，并将主题样式设置项移入设置选项卡
2. 语言设置：新增"语言"设置项，支持英语界面
3. 帮助文档：新增内置"帮助文档"，提供用户文档与 API 文档
4. 修复积分：修复不能进行不定积分和定积分的问题
5. 资源优化：去掉 resources_rc.py 中打包的 MathJax 库，并缩小 ico 体积

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v1.6.2 更新内容

1. 更换公式显示组件：数学公式显示组件由旧组件更换为 QGraphicsView，大幅减小程序打包体积
2. 重构项目结构：增强项目规范性
3. 启动加速：使用 lazy_loader，加快程序启动速度
4. 修复样式：修复暗色主题下帮助文档内容样式错误的问题

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v1.6 更新内容

1. 窗口布局更新：所有窗口部件的位置现在会根据窗口大小自适应变化
2. 现代化 UI：使用 PyQtDarkTheme-fork 样式库，实现现代化扁平 UI
3. 界面主题：新增"界面主题"菜单项，支持切换浅色与深色主题
4. 额外提供了 Nuitka 编译版本（Compiled）

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v1.6.1 更新内容

1. LaTeX 代码输入支持：支持直接输入 LaTeX 代码，需在 LaTeX 代码前添加 $ 标识，系统自动将 LaTeX 转换为对应的 SymPy 表达式
2. 帮助页面性能优化：帮助页面的静态文档显示组件由 QWebEngineView 改为 QTextBrowser，显著提升加载性能
3. 更新帮助文档与 README

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v1.5.2 更新内容

1. 几何计算：新增"平面计算"和"立体计算"页面，使用已定义对象进行几何运算——平面 32 种（距离/中点/共线/直线方程/交点/夹角/圆/三角形/多边形/向量/变换）、立体 22 种（三维距离/投影/共面/线面关系/四面体体积/斜二测画法面积变换）
2. 回车快捷键：为所有有配套按钮的文本输入框增加回车触发计算/保存功能
3. 菜单栏调整：新增"计算"菜单项，其下归类"计算""平面计算""立体计算"
4. 帮助页面优化：帮助窗口现在随主窗口缩放自适应调整大小

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v1.5.1 更新内容

1. 平面几何：新增平面几何对象定义（点/直线/线段/圆/三角形/多边形），支持 19 种位置关系构造方法（中垂线、角平分线、平行线、垂线、中线、高线、中位线、内切圆、旁切圆等）
2. 立体几何：新增立体几何对象定义（三维点/直线/线段/平面），支持平行/垂直构造、垂足计算、斜二测画法面积缩放
3. 几何绘图：平面几何与立体几何均可通过复选框筛选要绘制的对象，基于 Matplotlib 渲染
4. 更正平面几何与立体几何定义页面的下拉框参数提示
5. 修复几何绘图中的字体渲染、直线符号匹配、存档/读档类型兼容等问题

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v1.5.0 更新内容

1. 新增向量功能，支持定义二维向量并执行简单的向量运算（加法、减法、点积、夹角、模、方向角、单位向量）
2. 新增解三角形功能，支持 ASA、AAS、SAS、SSA、SSS 等多种三角形条件求解
3. 新增绘图功能，支持绘制单个函数的图像
4. 更改菜单栏布局，"新建"更名为"功能"，并对功能进行归类
5. 修复函数名被错误识别的问题（定义函数 t 后会将 sqrt 的 t 误替换为函数 t）

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v1.4.4 更新内容

1. 计算选项卡：新增计算选项卡，支持高精度和符号运算及 LaTeX 代码生成
2. 函数调用：定义的函数现在可以 函数名(自变量值) 形式直接调用，支持嵌套函数输入
3. 分母有理化：大部分计算结果现在会自动执行分母有理化
4. 不等式解集：不等式组的解现在以集合或区间的形式返回
5. 存档增强：方程组和不等式组现在也会被写入存档
6. UI 微调：微调界面以适配新版系统环境
7. 修复：修复求解方程组时多解导致报错的问题
8. 更新帮助文档

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v1.4.3 更新内容

1. 存档功能：新增存档功能，可通过 JSON 保存或读取存档
2. 性能修复：修复启动后初次新建选项卡可能引发卡顿的问题
3. 使用 WinRAR 创建更完整的安装程序，并使用 7z 创建更小的压缩包

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v1.4.2 更新内容

• 修复代数式在输入时被自动化简，及在求解问题时不自动化简的问题

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v1.4.1 更新内容

1. 重构 UI：用户可以像操作浏览器一样增减功能标签页
2. 首页改版：更换首页样式
3. 菜单栏：新增菜单栏，并在"关于"中添加 GitHub 链接与网页版链接
4. 修复：修复方程组结果不能正常显示的 bug
5. 架构变动：UI 相关内容移至 ui 目录下
6. 体积优化：缩小打包后程序体积

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亮点分析

1. 功能全面
   覆盖了微积分、代数、方程求解、几何计算中的常见需求，从基础的化简求导到隐函数、微分方程、平面立体几何一应俱全。

2. 可视化界面
   基于 PySide6 构建多标签页界面，每个功能独立窗口，计算结果以 LaTeX 形式在 QGraphicsView（SVG）中实时渲染，帮助文档使用 QTextBrowser 显示。

3. 自定义函数
   用户可以定义 f(x)、g(t) 等函数，并在后续计算中通过 f(3)、f(g(2)) 等形式直接调用，极大提升了灵活性和复用性。

4. 分母有理化
   计算结果如含根号分母，自动执行有理化（如 1/sqrt(2) → sqrt(2)/2），使表达式更符合数学规范。

5. 多引擎计算
   新增的"计算"选项卡提供三种引擎：Python 内置适用于简单数值计算，Mpmath 适用于高精度计算，SymPy 适用于符号运算与 LaTeX 生成。

6. 存档与恢复
   可以将当前所有标签页的输入、自定义函数列表、标签页序号、几何对象等保存为 JSON 文件，下次打开时自动恢复现场。

7. 跨平台打包
   提供了 cx_Freeze 的打包配置（setup.py），可以生成 Windows 可执行文件，便于分发。

8. 向量运算（v1.5.0 新增）
   支持定义二维向量，查看向量的模、方向角、单位向量等属性，并可进行向量加法、减法、点积、夹角计算。

9. 解三角形（v1.5.0 新增）
   输入三角形的已知角度和边长条件，系统自动识别 ASA、AAS、SAS、SSA、SSS 等情形并求解，支持多解情况。

10. 函数绘图（v1.5.0 新增）
    基于 Matplotlib 绘制单个函数的图像，支持自定义定义域，自动处理间断点断线。

11. 平面/立体几何（v1.5.1 新增）
    支持平面几何 19 种构造和立体几何 12 种构造，并通过复选框筛选绘图，基于 Matplotlib 渲染 2D/3D 图像。

12. 几何计算（v1.5.2 新增）
    在已定义几何对象的基础上，提供平面几何 32 种和立体几何 22 种运算，涵盖距离、中点、投影、面积、体积、向量、斜二测画法面积变换等。

13. 回车快捷键（v1.5.2 新增）
    各页面主要输入框支持回车触发对应按钮，无需鼠标点击，提升操作效率。

14. Web 版补充
    除了桌面客户端，还提供了在线网页版（基于 PythonAnywhere），方便快速体验。

15. LaTeX 代码直接输入（v1.6.1 新增）
    在表达式前添加 $ 标识即可直接输入 LaTeX 代码（如 $\frac{x}{2}），系统自动将 LaTeX 解析为 SymPy 表达式进行计算。

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部署使用

环境准备

• Python 3.8 或更高版本
• 推荐使用虚拟环境

安装依赖

pip install -r requirements.txt

requirements.txt 内容：

• PySide6==6.9.1
• sympy==1.14.0
• numpy
• matplotlib

运行桌面版

python run.py

使用网页版

直接访问 https://limingkang.pythonanywhere.com 即可在线使用，无需安装。

打包教程

项目使用 cx_Freeze 将 Python 脚本打包为独立的 Windows 可执行文件。

安装打包依赖：

pip install cx_Freeze

在根目录执行打包命令：

python setup.py build

打包完成后，可执行文件位于 build/exe.win-amd64-3.x/ 目录下（具体名称取决于系统和 Python 版本）。

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缺点简述

• 性能限制：对于极其复杂的符号表达式，SymPy 计算可能会较慢或内存占用较高。
• 表达式解析宽容度：依赖 SymPy 的 sympify，用户输入需基本符合 Python/SymPy 语法，对不规范的表达式可能报错。
• 打包体积：cx_Freeze 打包后的程序体积较大（约 100+ MB），因为包含了整个 Python 环境和依赖库。
• Web 版功能：在线版本受限于 PythonAnywhere 的资源，可能无法处理过大的计算任务。

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附：文件结构说明

CalculusCalculator/
├── run.py               # 程序入口
├── setup.py             # cx_Freeze 打包脚本
├── requirements.txt     # Python 依赖列表
├── update.txt           # 版本更新日志
├── mkdocs.yml           # 文档站（MkDocs）配置
├── README.md            # 项目说明
├── resources_rc.py      # 编译后的资源文件
├── core/                # 核心模块
│   ├── sympify.py       # 表达式安全转换、函数调用预处理、LaTeX 解析
│   └── render.py        # 公式渲染（SVG / QGraphicsView）
├── functions/           # 各计算功能实现
│   ├── derivative.py    # 显/隐函数求导
│   ├── integral.py      # 积分计算
│   ├── functions.py     # 函数性质分析
│   ├── simplification.py # 表达式变形（13 种方法）
│   ├── solvers.py       # 方程/不等式/微分方程/解三角形求解
│   ├── planes.py        # 平面几何计算与构造 API
│   ├── solids.py        # 立体几何计算与构造 API（含斜二测画法）
│   ├── paint2D.py       # 平面几何绘图渲染
│   ├── paint3D.py       # 立体几何 3D 绘图渲染
│   └── saves.py         # JSON 存档/读档
├── ui/                  # 界面层（PySide6）
│   ├── __init__.py      # 各选项卡逻辑实现汇总
│   ├── main.py          # 主窗口逻辑
│   ├── i18n.py          # 语言 / 主题读写与切换
│   ├── ui_main.py       # 主窗口布局（自动生成）
│   ├── <功能>.py         # 各功能页逻辑，如 dingyi / qiudao / jifen / bianxing /
│   │                    #   fangcheng / fangchengzu / budengshi / budengshizu / jisuan /
│   │                    #   shouye / dingyixiangliang / huitu_hanshu / jiesanjiaoxing /
│   │                    #   dingyi_pj / huitu_pj / dingyi_lj / huitu_lj / pjjisuan /
│   │                    #   ljjisuan / help / shezhi 等
│   └── ui_*.py          # 各功能页布局（自动生成）
├── i18n/                # 翻译源文件
│   ├── zh_CN.ts         # 中文翻译源
│   └── en_US.ts         # 英文翻译源
└── docs/                # 文档源码（MkDocs 构建）
    ├── index.md         # 首页
    ├── about.md         # 关于 / 版本历史
    ├── guide/           # 用户指南（quickstart / installation / configuration）
    └── api/             # API 参考（core/、modules/）

许可证

本项目采用 MIT 许可证。

作者

LiMingkang

• GitHub: limingkang12345
• 网页版: https://limingkang.pythonanywhere.com
• PYPI: https://pypi.org/project/CalculusCalculator/

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