Proyecto final de programación con Python - Crea una calculadora

¿De qué va este proyecto?

Este proyecto final va a ser complicado; sé que para quienes están aprendiendo programación será una tarea ardua. Sin embargo, es necesario que salgas de tu zona de confort. Está muy bien conocer todos los elementos básicos de programación, pero debes saber utilizarlos en proyectos prácticos que se acerquen más al desarrollo real de software. Si te resulta muy denso para resolver de una sola vez, ve haciéndolo en diferentes días.

Espacio publicitario

¿Cómo está estructurado el proyecto?

El proyecto final estará dividido en varias secciones con múltiples apartados, con el fin de que sea más sencillo completarlo. En cada fase o sección, construiremos una parte del programa final. Siempre intenta resolver cada parte por tu cuenta. No te rindas fácilmente, pero si no puedes completarla, consulta la solución. A partir de ella, podrás comenzar con la siguiente parte y habrás aprendido algo nuevo.

Para completar todas las secciones de este proyecto, deberás demostrar que has adquirido todos los conocimientos enseñados a lo largo del curso y que sabes utilizarlos cuando se te solicita.

¿De qué trata el proyecto exactamente?

El proyecto consistirá en crear una calculadora con las cuatro operaciones aritméticas básicas y algunas más. Esta calculadora será de consola, ya que aún no has aprendido a crear interfaces gráficas (programas de ventana). Aunque esta calculadora funcione en consola, la lógica de programación es la misma. Más adelante, podrás aprender a manejar una biblioteca como Tkinter o PyQt5 para migrarla a una ventana con botones, si eso es lo que deseas.

A pesar de no tener una interfaz gráfica, esta calculadora tendrá un menú de opciones en la consola, similar a los programas antiguos que ofrecían opciones en modo texto.

Libertad y creatividad ante todo

En general, cada apartado es libre en cuanto a la forma de completarlo. Si no te indico algo específico, puedes resolver las fases como prefieras. Por ejemplo, puede que yo utilice un condicional match en un apartado, y tú hayas preferido hacerlo con un if.

Si tu código cumple los requisitos exigidos, da igual como lo hagas. No quiero que te fijes absolutamente en hacerlo lo más óptimo posible, si no, en que lo completes. La perfección irá llegando con la experiencia, no la busques todavía.

Esto lo indico porque en programación hay muchas posibles soluciones para un mismo problema. Hay unas más cortas que otras, unas más óptimas que otras, pero cuando empiezas a programar, lo primordial es aprender a hacer las cosas, ya habrá tiempo de mejorar tu técnica.

Sección 1: Creación de la interfaz

1.1 - Creando el menú de opciones estático

La primera parte del proyecto consiste en que crees una interfaz de usuario en la consola. Esta interfaz será un sencillo menú con todas las opciones de la calculadora. Lo que tienes que incluir en el menú, son las siguientes cosas:

• Título de la calculadora
• Opciones:
  1. Suma
  2. Resta
  3. Multiplicación
  4. División
  5. Módulo
  6. Potencia
  7. Salir
• Aviso: Debes introducir una opción.

De momento, este menú será estático, es decir, una serie de texto mostrado en la consola, que no hará nada.

No te compliques, simplemente utiliza la función print() para mostrar todo esto en la consola.

Todavía no utilices la entrada de datos, esto será en la siguiente sección del proyecto.

# Título de la calculadora 
print("Calculadora con Python")

# Menú de la calculadora 
print("1. Suma")
print("2. Resta")
print("3. Multiplicación")
print("4. División")
print("5. Módulo")
print("6. Potencia")
print("7. Salir")

# Aviso para que se seleccione una opción
print("Seleccione una opción: ")

Calculadora con Python
1. Suma
2. Resta
3. Multiplicación
4. División
5. Módulo
6. Potencia
7. Salir
Seleccione una opción:

1.2 - Entrada de datos del usuario

Después de tener el menú creado, es el momento de añadir una entrada de datos en el programa. Esta entrada de datos, estará diseñada para que el usuario ponga una de las opciones del menú.

En el código, cambia esta parte del print(), por la entrada de datos:

# Aviso para que se seleccione una opción
print("Seleccione una opción: ")

# Título de la calculadora 
print("Calculadora con Python")

# Menú de la calculadora 
print("1. Suma")
print("2. Resta")
print("3. Multiplicación")
print("4. División")
print("5. Módulo")
print("6. Potencia")
print("7. Salir")

# Entrada de opción para el usuario
opcion = int(input("Seleccione una opción: "))

Calculadora con Python
1. Suma
2. Resta
3. Multiplicación
4. División
5. Módulo
6. Potencia
7. Salir
Seleccione una opción: (Aquí deja introducir un valor)

1.3 - Condicional para llamar a las funciones

Lo siguiente que quiero que hagas es crear un condicional if o match que evalúe las posibles opciones puestas por el usuario. Cada opción de este condicional llamará a la función correspondiente. Cada función ejecutará el código necesario para hacer los cálculos de la calculadora.

Por el momento, no quiero que añadas estas llamadas a las funciones, ya que todavía no las tenemos creadas. Solo quiero que apliques la condición necesaria para cada una de las opciones. Es decir, un bloque de código con una condición para cada opción del menú.

Piensa en contemplar una posible opción por si el usuario pone un número de opción inexistente, por ejemplo, opción 15.

En Python no se permite dejar estructuras con bloques de código vacíos. Mientras no tengamos nada que escribir en ellos (como es el caso de este ejercicio), tendrás que utilizar la palabra reservada pass.

A continuación tienes un ejemplo de uso en pseudocódigo. Tan solo, tendrás que saber aplicarla a lo que te pido en esta sección:

if condición: 
    pass
else:
    pass

En el contexto de la programación Python, la palabra pass se puede traducir al español como “pasar” u “omitir”.

# Título de la calculadora 
print("Calculadora con Python")

# Menú de la calculadora 
print("1. Suma")
print("2. Resta")
print("3. Multiplicación")
print("4. División")
print("5. Módulo")
print("6. Potencia")
print("7. Salir")

# Entrada de opción para el usuario
opcion = int(input("Seleccione una opción: "))

# Condicional para llamar a cada función del menú

match opcion:
    case 1:
        # Suma
        pass
    case 2:
        # Resta
        pass
    case 3:
        # Multiplicación
        pass
    case 4:
        # División
        pass
    case 5:
        # Módulo
        pass
    case 6:
        # Potencia
        pass
    case 7:
        # Salir
        pass
    case _:
        # Opción inválida
        pass

if opcion == 1:
    # Suma
    pass
elif opcion == 2:
    # Resta
    pass
elif opcion == 3:
    # Multiplicación
    pass
elif opcion == 4:
    # División
    pass
elif opcion == 5:
    # Módulo
    pass
elif opcion == 6:
    # Potencia
    pass
elif opcion == 7:
    # Salir
    pass
else:
    # Opción inválida
    pass

1.4 - Menú infinito

Lo siguiente que tenemos que hacer, para ir terminando con esta primera parte del proyecto, es envolver la interfaz del usuario creada hasta ahora, con un bucle que repita el menú de forma indefinida.

Ahora mismo, si introduces cualquier valor en la consola, el programa finaliza. No queremos que ocurra eso. Lo que queremos es que si el usuario se equivoca, introduzca de nuevo otro valor. Si lo pone bien, que se llame a la función correspondiente (cuando las tengamos creadas) y luego, le deje utilizar cualquier otra opción, las veces que quiera.

La forma de salir de este bucle, será con la opción 7 (Salir). Deberás hacer funcional esa opción en este mismo ejercicio.

Recuerda que había una palabra especial para “romper” la ejecución del bucle, en un momento determinado.

# Interfaz de la calculadora
while True:
    # Menú de la calculadora
    print("Calculadora con Python")
    print("1. Suma")
    print("2. Resta")
    print("3. Multiplicación")
    print("4. División")
    print("5. Módulo")
    print("6. Potencia")
    print("7. Salir")

    # Entrada de opción para el usuario
    opcion = int(input("Seleccione una opción: "))

    # Condicional para llamar a cada función del menú
    match opcion:
        case 1:
            # Suma
            pass
        case 2:
            # Resta
            pass
        case 3:
            # Multiplicación
            pass
        case 4:
            # División
            pass
        case 5:
            # Módulo
            pass
        case 6:
            # Potencia
            pass
        case 7:
            # Salir
            break
        case _:
            # Opción inválida
            pass

Sección 2: Creación de la lógica

Ahora que ya tenemos la interfaz de usuario preparada, ha llegado el momento de entrar en faena con la lógica de la calculadora. Para este proceso, crearemos una función para cada tipo de operación.

2.1 - Funciones para suma, resta, multiplicación y división

Puesto que la lógica de estas cuatro funciones es muy parecida, he decidido agruparla en un apartado.

Lo que tienes que hacer, concretamente, es crear cuatro funciones para estas cuatro operaciones básicas.

Para crear estas funciones, deberás seguir estas normas:

• Las funciones tendrán dos parámetros. Eso quiere decir, que las operaciones serán siempre con dos números.
• Deberás hacer que el resultado de la operación sea devuelto cuando se llame a la función correspondiente.

Por el momento, crea las cuatro funciones, sin llamarlas. Las puedes colocar encima del código que llevamos hecho hasta ahora. Antes del while True.

# Lógica de la calculadora

# Función de suma
def suma(a, b):
    return a + b

# Función de resta 
def resta(a, b):
    return a - b

# Función de multiplicación
def multiplicacion(a, b):
    return a * b

# Función de división
def division(a, b):
    return a / b

# Interfaz de la calculadora
while True:	

. . .

2.2 - Funcionalidad de módulo

Ha llegado el momento de crear una función algo más difícil, la denominada “módulo”.

La función debe ser capaz de devolver el resto de una división entre dos números.

# Función de módulo
def modulo(a, b):
    return a % b

2.3 - Funcionalidad de potencia

Ahora, crea la última función, la del cálculo de potencias.

# Función de potencia
def potencia(a, b):
    return a ** b

Sección 3: Asociar la lógica de las funciones a la interfaz de usuario

Ahora que ya tienes una parte en el programa con la lógica, y otra parte con la interfaz de usuario, es el momento de asociar la lógica a dicha interfaz.

Para este propósito, tan solo tienes que llamar a las funciones en cada opción del menú correspondiente.

El problema es que las llamadas deben llevar los dos valores que quiera el usuario, y todavía no tenemos la lógica creada para esto. Lo haremos más adelante. De momento, solo haz las llamadas y les das dos valores cualesquiera, tan solo, para que no te marque errores.

Las llamadas, con el fin de almacenar el resultado, deben estar en una variable. La puedes utilizar de forma general para todas las llamadas. Es decir, puede ser la misma variable para todas las operaciones, ya que solo se ejecutará una operación a la vez.

# Condicional para llamar a cada función del menú

match opcion:
    case 1:
        # Suma
        resultado = suma(0,0)
    case 2:
        # Resta
        resultado = resta(0,0)
    case 3:
        # Multiplicación
        resultado = multiplicacion(0,0)
    case 4:
        # División
        resultado = division(0,0)
    case 5:
        # Módulo
        resultado = modulo(0,0)
    case 6:
        # Potencia
        resultado = potencia(0,0)
    case 7:
        # Salir
        break
    case _:
        # Opción inválida
        pass

Sección 4: Crea y asocia la lógica de entrada de datos

Probablemente, esta sea la parte más complicada del proyecto. Si no la consigues hacer, tómatelo con mucha calma. Es perfectamente normal. Mira la solución y analízala poco a poco, observando cada parte y reflexionando sobre cómo funciona.

4.1 - Condicional para pedir operandos

Ahora, si te pregunto en qué parte pondrías los input(), para pedirle al usuario los dos números con los que quiere operar, en las llamadas de las operaciones, ¿qué me responderías?

Este ejercicio trata de eso, de que pienses cómo y dónde colocar la solicitud para el usuario, de los dos valores numéricos para operar.

Puedes utilizar un condicional que contemple si la opción elegida por el usuario está entre 1 y 6. En ese caso, que solicite los números para realizar cualquier operación. De cualquier otra forma, que no se le pidan.

. . .

# Entrada de opción para el usuario
opcion = int(input("Seleccione una opción: "))

# Condicional para evaluar la opción elegida
if opcion >= 1 and opcion <= 6:

    numero1 = int(input("Introduzca el primer número para operar:"))
    numero2 = int(input("Introduzca el segundo número para operar:"))

match opcion:
    case 1:
        # Suma
        resultado = suma(0,0)
        print(resultado)
        
. . . 

4.2 - Colocar los operandos en las llamadas

Ahora, tienes que pasar los dos operandos (variable numero1 y numero2), a cada llamada de las funciones del menú.

El programa, después de hacer la llamada a una función, deberá responder en la consola con el resultado de la operación. Entonces, debes poner una frase parecida a esta:

El resultado de la operación es: x

Donde x, irá el resultado de la operación.

. . .
                        
match opcion:
    case 1:
        # Suma
        resultado = suma(numero1,numero2)
        print(f"El resultado de la suma es: {resultado}")
    case 2:
        # Resta
        resultado = resta(numero1,numero2)
        print(f"El resultado de la resta es: {resultado}")
    case 3:
        # Multiplicación
        resultado = multiplicacion(numero1,numero2)
        print(f"El resultado de la multiplicación es: {resultado}")
    case 4:
        # División
        resultado = division(numero1,numero2)
        print(f"El resultado de la división es: {resultado}")
    case 5:
        # Módulo
        resultado = modulo(numero1,numero2)
        print(f"El resultado de la operación es: {resultado}")
    case 6:
        # Potencia
        resultado = potencia(numero1,numero2)
        print(f"El resultado de la operación es: {resultado}")
    case 7:
        # Salir
        break
    case _:
        # Opción inválida
        pass

4.3 - Posicionar las variables

Las variables numero1 y numero2, las colocaremos dentro del bucle (si no las tienes ya), dado que solo se utilizan dentro de él. Así, lo tendremos todo más organizado.

Colócalas aquí:

. . .

# Interfaz de la calculadora
while True:
    # Menú de la calculadora
    print("Calculadora con Python")
    print("1. Suma")
    print("2. Resta")
    print("3. Multiplicación")
    print("4. División")
    print("5. Módulo")
    print("6. Potencia")
    print("7. Salir")

    # Variables para los operandos
    numero1 = 0
    numero2 = 0

    # Entrada de opción para el usuario
    opcion = int(input("Seleccione una opción: "))
    
. . .

El valor 0, es por poner cualquier valor. Recuerda que en Python, no se pueden dejar variables sin inicializar.

En este ejercicio no tienes que resolver nada por tu cuenta, solo sigue las instrucciones.

Sección 5: Última pincelada y pruebas del programa.

5.1 - Mensaje de salida del programa

Como último detalle, quiero que le añadas a la opción de salir, un pequeño mensaje que avise al usuario de que se ha cerrado la calculadora, o una despedida. El mensaje es libre.

case 7:
    # Salir
    print("¡Hasta la próxima!")
    break

5.2 - Mensaje de opción inválida

También, añade un mensaje cualquiera a la opción inválida.

case _:
    # Opción inválida
    print("Opción inválida. Vuelva a intentarlo.")

5.3 - Pruebas del programa

Si no tienes quien pruebe los programas por ti, tendrás que aprender a hacerlo por tu cuenta. Parece tarea fácil, pero en programas complejos y grandes, tendrás que tener muchos flancos en cuenta.

Cuando pruebes un programa, deberás probar todo lo que se te ocurra. Las cosas que dejes sin probar, podrían tener fácilmente errores de lógica. Lo que se conoce comúnmente como “bugs”.

Para este apartado, no tendrás que solucionar nada, tan solo tienes que ir probando todo lo que te diga aquí mismo. Si te funciona como a mí, es que lo tienes perfecto.

Además, si se te ocurre alguna prueba extra que no comente, hazla, nunca está de más.

¿Por dónde empezamos?

Primero, ejecutaremos el programa y probaremos una opción numérica no válida:

Seleccione una opción: 15
Opción inválida. Vuelva a intentarlo.

Además, después de este mensaje debería cargarse el menú de nuevo.

Ahora, prueba cada una de las operaciones, de la 1 a la 6.

Si te funcionan todas, prueba también alguna de ellas con valores decimales, si no lo has hecho ya.

¡Vaya! Aparece un fallo. La calculadora no admite valores decimales:

Seleccione una opción: 1   
Introduzca el primer número:10.3

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '10.3'
Error de valor: literal inválido para la función int() con base 10: '10.3'

En este caso, si no lo has hecho antes, debes modificar la conversión de tipos de la entrada de operandos, de int(), a float():

# Condicional para evaluar la opción elegida
if opcion >= 1 and opcion <= 6:
    numero1 = float(input("Introduzca el primer número:"))
    numero2 = float(input("Introduzca el segundo número:"))

Ahora, prueba de nuevo.

Finalmente, prueba la opción de salida (opción 7):

Seleccione una opción: 7
¡Hasta la próxima!

Esta vez, no se debería cargar el menú de la calculadora; el programa tiene que haber finalizado.

Si de momento vemos que funciona todo, que el bucle indeterminado nos deja ir eligiendo opciones infinitas del menú, y sale cuando queremos, está perfecto.

Los usuarios son impredecibles. No podemos esperar que no vayan a hacer cosas inesperadas. ¿Qué ocurre si en lugar de un número, pones una letra en la entrada de datos de cualquier input()?

Seleccione una opción: Q

ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'Q'
Error de valor: literal no válido para int() con base 10: 'Q'

Este problema, no lo vamos a solucionar en este curso, ya que para hacerlo, tienes que saber controlar las excepciones; se trata de un tema algo más avanzado que daré en la siguiente entrega de la colección The Python Master (curso de Python avanzado).

Al final de las soluciones de este proyecto encontrarás el código completo, por si te has perdido por el camino. Así podrás hacer todas las pruebas que quieras y analizarlo parte por parte. Es importante que te fijes bien en las indentaciones. Suelen ser el motivo de muchos errores en Python.

Espero que hayas disfrutado haciendo el proyecto, y que haya servido para saciar un poco tus ganas de empezar a desarrollar programas completos.

# Lógica de la calculadora

# Función de suma
def suma(a, b):
    return a + b

# Función de resta 
def resta(a, b):
    return a - b

# Función de multiplicación
def multiplicacion(a, b):
    return a * b

# Función de división
def division(a, b):
    return a / b

# Función de módulo
def modulo(a, b):
    return a % b

# Función de potencia
def potencia(a, b):
    return a ** b

#----------------------------------------------------

# Interfaz de la calculadora
while True:
    # Menú de la calculadora
    print("Calculadora con Python")
    print("1. Suma")
    print("2. Resta")
    print("3. Multiplicación")
    print("4. División")
    print("5. Módulo")
    print("6. Potencia")
    print("7. Salir")

    # Variables para los operandos
    numero1 = 0
    numero2 = 0

    # Entrada de opción para el usuario
    opcion = int(input("Seleccione una opción: "))

    # Condicional para evaluar la opción elegida
    if opcion >= 1 and opcion <= 6:
        numero1 = float(input("Introduzca el primer número:"))
        numero2 = float(input("Introduzca el segundo número:"))

    # Condicional para llamar a cada función del menú

    match opcion:
        case 1:
            # Suma
            resultado = suma(numero1,numero2)
            print(f"El resultado de la suma es: {resultado}.")
        case 2:
            # Resta
            resultado = resta(numero1,numero2)
            print(f"El resultado de la resta es: {resultado}.")
        case 3:
            # Multiplicación
            resultado = multiplicacion(numero1,numero2)
            print(f"El resultado de multiplicación es: {resultado}.")
        case 4:
            # División
            resultado = division(numero1,numero2)
            print(f"El resultado de la división es: {resultado}.")
        case 5:
            # Módulo
            resultado = modulo(numero1,numero2)
            print(f"El resto de la división es: {resultado}.")
        case 6:
            # Potencia
            resultado = potencia(numero1,numero2)
            print(f"El resultado del cálculo es: {resultado}.")
        case 7:
            # Salir
            print("¡Hasta la próxima!")
            break
        case _:
            # Opción inválida
            print("Opción inválida. Vuelva a intentarlo.")

print("\n")

Espacio publicitario

Espacio publicitario

Espacio publicitario