Whalgebra

基于原生 Web 技术的代数计算工具

项目简介

Whalgebra（前身 D-Calculator）是一个基于原生 Web 技术栈构建的代数计算器。项目经历了从 Python 脚本原型到单文件 HTML，再到模块化前端工程的演进过程。

该项目旨在提供一个无需依赖、离线可用且精度可控的数学计算环境，并在桌面端与移动端保持一致体验。

1. 核心特性

1.1. 核心引擎架构

• 复数域全维度支持：全面支持复数域内的四则运算与各种常用函数的计算。
• 任意精度数值运算：突破 JavaScript 标准浮点数（IEEE 754）16 位有效数字的精度限制，支持用户自定义精度的数值运算。
• 纯客户端架构设计：所有计算逻辑均在客户端浏览器本地执行，零后端依赖，确保存储数据的隐私安全性及离线环境下的可用性。
• 单文件集成：采用 “单文件 Web 应用” 结构，将 HTML 结构、CSS 样式和 JavaScript 逻辑全部集成在一个 .html 文件中，便于分发和使用。

1.2. 数学函数库

Whalgebra 内置了完备的数学函数库，涵盖以下主要计算类别：

类别	函数列表
基础代数运算	加 (+)、减 (-)、乘 (*)、除 (/)、取余 (mod)、幂运算 (^)、平方根 (sqrt)、立方根 (cbrt)、n次方根 (nroot) 等
超越函数	指数函数 (exp)、自然对数 (ln)、常用对数 (lg)、对数函数 (log) 等
三角函数	sin, cos, tan, arcsin, arccos, arctan 等 (同时支持弧度/角度)
双曲函数	sh (sinh), ch (cosh), th (tanh) 及其反函数 arsh, arch, arth 等
特殊运算	阶乘 (!)、伽马函数 (gamma)、符号函数 (sgn)、绝对值 (abs)、取整函数（ceil，floor）等

1.3. 丰富的扩展功能

• 基础表达式计算
• 统计计算和回归分析
• 自定义函数
• 函数数表生成
• 多项式函数分析（0-4 次幂）
• 复变根式函数求根

2. 快速开始

2.1. 在线使用

Whalgebra 在线地址

2.2. 本地运行（Windows）

环境要求：Git、Python 3.13+、Chrome 108+

1. 克隆仓库并进入项目目录

git clone https://github.com/Double-Cloth/Whalgebra.git
cd ./Whalgebra

2. 创建并激活虚拟环境 (可选但推荐)

python -m venv venv
.\venv\Scripts\Activate

3. 安装依赖

python -m pip install --upgrade pip
python -m pip install -r ./tools/requirements.txt

4. 启动本地服务

cd ./tools
python ./run_server.py

2.3. 安装发行版（Android）

1. 打开 Releases 页面
2. 下载最新 .apk
3. 安装并启动应用

2.4. 安装发行版（Windows x64）

1. 打开 Releases 页面
2. 下载最新 win-x64 发行包
3. 解压并运行 .exe

3. 使用说明

3.1. 键盘快捷键与交互示例

为了提高输入效率，计算器支持以下键盘映射（仅部分示例）：

键盘按键	功能说明
enter	执行计算、返回
backspace	删除光标前的一个字符
delete	删除光标后的一个字符
alt + e	快捷输入自然对数底数
alt + i	快捷输入虚数单位
alt + x	快捷输入自变量

3.2. 应用程序接口示例

Whalgebra 提供了封装完善的核心计算类 MathPlus，允许开发者在浏览器控制台或进行二次开发时，通过以下标准化接口调用计算引擎：

// 1. 基础代数运算示例
// 运算逻辑：计算 2 的 10 次幂与 24 之和
const [res1] = MathPlus.calc("2^10 + 24");
console.log(res1.toString()); 
// 输出结果: "1048"

// 2. 复数域与三角函数混合运算
// 运算逻辑：计算 sin(π/4 + i) 的值
const [res2] = MathPlus.calc("sin([pi]/4 + [i])");
console.log(res2.toString()); 
// 输出结果: "1.09112...+0.83099...[i]" (示例值)

// 3. 高精度大数运算
// 运算逻辑：计算 100 的阶乘
const [res3] = MathPlus.calc("100!");
console.log(res3.toString()); 
// 输出结果: "9.33262...E+157" (示例值)

4. 项目架构与体系

4.1. 技术说明

• 核心层: HTML5, CSS3, Vanilla JavaScript (ES6+ 标准)。坚持无框架依赖原则，确保代码的轻量化与底层控制力。
• 渲染层: 全部使用 svg 作为字体和图片，保证了在不同设备上显示效果相同。
• 工具层: Python (主要用于文件处理流程，不参与计算过程)。

4.2. 目录结构

Whalgebra/
├── .git/                        # Git 版本控制目录
├── .github/                     # GitHub 配置（如 CI、Issue 模板等）
├── .gitignore                   # Git 忽略文件配置
├── assets/                      # 静态资源目录
│   ├── images/                  # 图片及字体资源
│   │   ├── chinese-name-of-operators/   # 运算符中文名 SVG
│   │   ├── instructions-of-operators/   # 运算符说明 SVG
│   │   ├── fonts/                       # 数学符号/字母 SVG 字体
│   │   ├── icons/                       # 网站图标
│   │   └── others/                      # 其他图片
│   ├── lib/                    # Python 第三方库
│   └── previous-versions.zip   # 旧版本归档
├── index.html                  # 项目主入口页面
├── src/                        # 源码目录
│   ├── .nojekyll               # 阻止 GitHub Pages 使用 Jekyll
│   ├── css/                    # 样式文件
│   ├── js/                     # 主要 JS 逻辑
│   └── index.html              # 源码区入口页面
├── test/                       # 测试相关
│   ├── css/                    # 测试样式
│   ├── js/                     # 测试脚本
│   ├── test_cases/             # 测试用例数据
│   └── index.html              # 测试入口页面
├── tools/                      # 工具脚本及依赖
│   ├── requirements.txt        # Python 依赖列表
│   ├── reverse_build.py        # 逆向构建脚本
│   ├── run_server.py           # 本地服务器脚本
│   └── SVG_compressor.py       # SVG 压缩工具
├── dist/                       # 构建输出目录
├── README.md                   # 项目说明文档
└── LICENSE                     # 许可证

5. 关于作者

• 项目作者: Double-Cloth Contact me
• 项目地址: GitHub - Whalgebra

6. 许可证

本项目基于 MIT License 开源。