MHtoolX v2.3.0 / 多功能交互式数学工具

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项目简介

MHtoolX v2.3.0 是一个基于 Python 的命令行交互式数学计算工具，支持34+种数学功能，涵盖从基础算术到高级数学模型的广泛领域。该工具提供 交互式菜单导航 与 结果导出功能，适合教学、科研及学习用途。

功能特性

🔢 基础数学运算

• 2 - 计算算术平方根（逐次逼近法/牛顿迭代法）
• 4 - 求n次幂
• 5 - 四则运算（加、减、乘、除）
• 14 - 计算阶乘
• 20 - 计算排列组合

🔍 数论与整数运算

• 1 - 生成质数表（普通方法/埃式筛法）
• 17 - 质因数分解
• 18 - 计算GCD与LCM
• 23 - 质数检测
• 6 - 生成斐波那契数列
• 7 - 计算黄金分割率

📊 统计与数据分析

• 9 - 统计功能（平均值、加权平均值、方差、标准差、中位数、众数）
• 11 - 考试成绩数据整理

📐 几何与三角学

• 15 - 极坐标转换
• 24 - 向量模长计算
• 25 - 计算任意三角形面积
• 26 - 向量点乘
• 21 - 计算三角函数值
• 22 - 弧度角度制转换

🧮 代数与方程求解

• 13 - 求解二次方程
• 28 - 计算整数系数多项式的有理数解

∫ 微积分与高级数学

• 29 - 计算数值积分
• 33 - 对数计算（自然对数和一般对数，使用泰勒展开法）
• 34 - 计算数值导数

📈 矩阵与线性代数

• 30 - 三阶方阵行列式计算
• 31 - 矩阵运算（加法、减法、乘法、转置）

💰 金融与数学模型

• 32 - 常见数学模型计算（复利计算、半衰期计算、人口增长模型）
• 8 - 找零程序（贪心算法）

🔄 进制与编码转换

• 19 - 十进制转二进制
• 27 - 十进制转十六进制

🎨 图形绘制功能

• 10 - 绘制函数图像（一次/二次函数）
• 12 - 绘制三角函数图像（几何法/代数法）

🔤 文本与文件操作

• 16 - 字符串频数统计&定位

⚙️ 系统与工具命令

• timer - 启动计时器
• version - 查看版本
• cs - 清空屏幕
• menu - 查看分页菜单
• amenu - 查看所有功能列表
• language - 修改语言
• exit - 退出程序

💾 数据管理命令

• rr - 查看历史计算结果
• er - 导出历史计算结果
• cr - 清空历史计算结果
• rh - 查看操作历史
• eh - 导出操作历史
• ch - 清空操作历史

运行环境

Python 版本: ≥ 3.8

依赖模块：

turtle
math
decimal
json
time
random
os
sys
fractions
collections
curses/msvcrt

- 若运行环境不支持 `turtle`，相关图形功能会自动禁用

使用方法

1️⃣ 下载程序

下载 MHtoolX-v2.3.0.py 和 translation.json 文件

2️⃣ 运行程序

python MHtoolX-v2.3.0.py

3️⃣ 使用交互命令

程序启动后会提示进行初始配置：

• 选择界面语言（中文/英文）
• 是否保存操作历史
• 是否启用计算结果保存功能
• 是否启用图像保存功能
• 是否启用number_saved计数功能

配置完成后，输入功能编号或命令即可使用相应功能。

数据与历史记录管理

程序自动在运行目录下生成以下配置文件：

文件名	功能说明
result.json	保存历史计算结果
history.json	保存用户操作记录
number saved.json	已保存结果计数（可选启用）
config.json	程序配置设置（历史保存、结果保存、图像保存等）
translation.json	语言翻译字典

使用示例

计算圆周率（蒙特卡洛法）

请输入指令: 3
请选择算法（莱布尼茨级数法输1，几何法输2，蒙特卡洛法输3，拉马努金公式法输4）3
请输入取点数量: 100000
是否显示计算进度（1为是，2为否）1
计算中: 100%
圆周率约为 3.14184

矩阵转置操作

请输入指令: 31
请选择方法（加法请输1，减法请输2，乘法请输3，转置请输4）4
请输入所要计算矩阵的行数: 2
请输入所要计算矩阵的列数: 3
现在开始设置第1个矩阵:
现在为第1行
请依次输入方阵中的元素(从左往右): 1
请依次输入方阵中的元素(从左往右): 2
请依次输入方阵中的元素(从左往右): 3
1.0 2.0 3.0 
现在为第2行
请依次输入方阵中的元素(从左往右): 4
请依次输入方阵中的元素(从左往右): 5
请依次输入方阵中的元素(从左往右): 6
1.0 2.0 3.0
4.0 5.0 6.0 
结果:
1.0 4.0 
2.0 5.0 
3.0 6.0 

计算数值导数

请输入指令: 34
您正在使用计算数值导数功能
请输入函数表达式，使用x作为变量(可包括常数和特定函数，输入cons可查看所有支持的科学常数，输入func可查看所有支持的函数)
示例：x**2 + 2*x + 1, math.sin(x), math.exp(x)
函数 f(x) = x**2 + 2*x + 1
请输入待求数值导数的函数在 x 轴上的求导位置: 2
请输入您所需要的精度（10的倍数，越小越结果精确）: 1000
f'(2)=6.000000000000003

修改语言

请输入指令: language
Select language / 选择语言 (1 for English, 2 for 中文): 1
Language changed / 语言已更改

文件结构

.
├── MHtoolX-v2.3.0.py    # 主程序文件
├── translation.json      # 语言翻译配置
├── config.json           # 程序配置（自动生成）
├── history.json          # 操作历史（自动生成）
├── result.json           # 计算结果（自动生成）
└── number saved.json     # 保存计数（可选生成）

许可证

MIT License © 2025 QU QI

作者

作者: QU QI
版本: MHtoolX v2.3.0
发布日期: 20251206

更新日志

v2.3.0 主要更新 (错误修复与功能完善):

• 拼写错误修复: 修正了功能菜单中 "language" 命令的拼写错误（从 "languange" 修正为 "language"）
• 彩蛋功能: 新增隐藏命令 "truth"，输入后显示二进制哲学答案 "101010"
• 翻译优化: 功能25（计算任意三角形面积）中，三边计算模式的精度提示现在使用专门的翻译键 "25_acc_recommendation"，提供更准确的翻译
• 图像保存配置修复: 修复了首次启动时选择禁用图像保存功能时写入错误配置文件的问题（从写入 picture_choice.json 修正为写入 config.json）

v2.2.2 主要更新 (错误修复):

• 正确性修复 (功能 9)：修复了在统计功能(模式6)中，当数据包含多个众数且频率相同时（例如 [1, 1, 2, 2]），程序错误地报告"不存在众数"的问题。

v2.2.1 主要更新 (错误修复)：

• 稳定性修复 (功能 31)：修复了在矩阵运算（加、减、乘）后，因翻译键错误导致程序崩溃的问题。
• 正确性修复 (功能 9)：修复了在统计功能中，当数据个数为奇数时，中位数无法被正确打印或保存的错误。

v2.2.0 主要更新：

• 新增数值导数计算功能：添加功能34，使用中心差分法计算任意函数的数值导数
• 微积分工具完善：与数值积分功能形成完整的微积分工具集

v2.1.1 主要更新：

• 跨平台计时器：使用 curses 和 msvcrt 模块替代 keyboard，支持Linux、macOS和Windows
• 语言切换优化：修改语言后无需重启程序，菜单即时刷新
• 翻译改进：修复了翻译键的格式问题，提升多语言体验

v2.1.0 主要更新：

• 矩阵转置功能：在功能31中新增矩阵转置运算
• 语言切换优化：修改语言后自动提示重启程序
• 翻译更新：同步更新了中英文翻译文件

v2.0.0 主要更新：

• 多语言支持：添加完整的英文翻译系统
• 语言切换：无需重启即可实时切换语言

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English Documentation

Project Introduction

MHtoolX v2.3.0 is a comprehensive Python-based command-line interactive mathematical calculation tool supporting 34+ mathematical functions, covering a wide range from basic arithmetic to advanced mathematical models. The tool provides interactive menu navigation and result export functionality, suitable for teaching, research, and learning purposes.

Features

🔢 Basic Mathematical Operations

• 2 - Calculate square root (successive approximation/Newton's method)
• 4 - Calculate power
• 5 - Arithmetic operations (addition, subtraction, multiplication, division)
• 14 - Calculate factorial
• 20 - Calculate permutations and combinations

🔍 Number Theory & Integer Operations

• 1 - Generate prime number table (normal method/sieve method)
• 17 - Prime factorization
• 18 - Calculate GCD and LCM
• 23 - Prime number check
• 6 - Generate Fibonacci sequence
• 7 - Calculate golden ratio

📊 Statistics & Data Analysis

• 9 - Statistical functions (average, weighted average, variance, standard deviation, median, mode)
• 11 - Exam score analysis

📐 Geometry & Trigonometry

• 15 - Polar coordinates conversion
• 24 - Calculate vector magnitude
• 25 - Calculate triangle area
• 26 - Vector dot product
• 21 - Calculate trigonometric values
• 22 - Radian-degree conversion

🧮 Algebra & Equation Solving

• 13 - Solve quadratic equation
• 28 - Find rational roots of polynomial

∫ Calculus & Advanced Mathematics

• 29 - Numerical integration
• 33 - Logarithm calculation (natural and general logarithms using Taylor expansion)
• 34 - Compute numerical derivatives

📈 Matrix & Linear Algebra

• 30 - Calculate 3x3 matrix determinant
• 31 - Matrix operations (addition, subtraction, multiplication, transposition)

💰 Finance & Mathematical Models

• 32 - Mathematical models (compound interest, half-life, population growth)
• 8 - Change making (greedy algorithm)

🔄 Base & Encoding Conversion

• 19 - Decimal to binary conversion
• 27 - Decimal to hexadecimal conversion

🎨 Graphing Functions

• 10 - Draw function graphs (linear/quadratic)
• 12 - Draw trigonometric function graphs (geometric/algebraic method)

🔤 Text & File Operations

• 16 - String frequency statistics & positioning

⚙️ System & Utility Commands

• timer - Start timer
• version - View version
• cs - Clear screen
• menu - View paged menu
• amenu - View all functions list
• language - Change language
• exit - Exit program

💾 Data Management Commands

• rr - View calculation history results
• er - Export calculation history
• cr - Clear calculation history
• rh - View operation history
• eh - Export operation history
• ch - Clear operation history

Requirements

Python Version: ≥ 3.8

Required Modules:

turtle
math
decimal
json
time
random
os
sys
fractions
collections
curses/msvcrt

- If the runtime environment doesn't support `turtle`, related graphics functions will be automatically disabled

Usage

1️⃣ Download Program

Download MHtoolX-v2.3.0.py and translation.json files

2️⃣ Run Program

python MHtoolX-v2.3.0.py

3️⃣ Use Interactive Commands

After startup, the program will prompt for initial configuration:

• Select interface language (Chinese/English)
• Whether to save operation history
• Whether to enable result saving
• Whether to enable image saving
• Whether to enable number_saved counting function

After configuration, enter function numbers or commands to use corresponding functions.

Data & History Management

The program automatically generates the following configuration files in the running directory:

File Name	Function Description
result.json	Saves calculation history results
history.json	Saves user operation records
number saved.json	Saved results count (optional)
config.json	Program configuration settings (history saving, result saving, image saving, etc.)
translation.json	Language translation dictionary

Examples

Calculate Pi (Monte Carlo Method)

Enter command: 3
Please select method (1 for Leibniz series, 2 for geometric method, 3 for Monte Carlo, 4 for Ramanujan formula) 3
Please enter number of points: 100000
Show calculation progress? (1 for yes, 2 for no) 1
Calculating: 100%
Pi is approximately 3.14184

Matrix Transposition

Enter command: 31
Enter 1 for addition, 2 for subtraction, 3 for multiplication, or 4 for transposition: 4
Please enter number of rows: 2
Please enter number of columns: 3
Now setting up matrix 1:
Now for row 1
Please enter matrix elements (left to right): 1
Please enter matrix elements (left to right): 2
Please enter matrix elements (left to right): 3
1.0 2.0 3.0 
Now for row 2
Please enter matrix elements (left to right): 4
Please enter matrix elements (left to right): 5
Please enter matrix elements (left to right): 6
1.0 2.0 3.0
4.0 5.0 6.0 
Result:
1.0 4.0 
2.0 5.0 
3.0 6.0 

Compute Numerical Derivatives

Enter command: 34
You are using Computing numerical derivatives function
Please enter function expression using x as variable (can include constants and specific functions, enter 'cons' to view supported constants, 'func' to view supported functions)
Example: x**2 + 2*x + 1, math.sin(x), math.exp(x)
Function f(x) = x**2 + 2*x + 1
Please enter the differentiation point on the x-axis for the function whose numerical derivative is to be calculated: 2
Please enter the required precision (multiple of 10, smaller values yield more accurate results): 1000
f'(2)=6.000000000000003

Change Language

Enter command: language
Select language / 选择语言 (1 for English, 2 for 中文): 1
Language changed / 语言已更改

File Structure

.
├── MHtoolX-v2.3.0.py    # Main program file
├── translation.json      # Language translation configuration
├── config.json           # Program configuration (auto-generated)
├── history.json          # Operation history (auto-generated)
├── result.json           # Calculation results (auto-generated)
└── number saved.json     # Save count (optional)

License

MIT License © 2025 QU QI

Author

Author: QU QI
Version: MHtoolX v2.3.0
Release Date: 20251206

Update Log

v2.3.0 Major Updates (Bug Fixes & Feature Enhancement):

• Spelling Correction: Fixed a typo in the function menu where the "language" command was misspelled as "languange"
• Easter Egg Feature: Added a hidden command "truth" that displays the binary philosophical answer "101010"
• Translation Optimization: In function 25 (calculate triangle area), the precision prompt for the three-sides calculation mode now uses the dedicated translation key "25_acc_recommendation" for more accurate translations
• Image Saving Configuration Fix: Fixed an issue where selecting to disable image saving during first launch wrote to the wrong configuration file (corrected from writing to picture_choice.json to writing to config.json)

v2.2.2 Major Updates (Bug Fix):

• Correctness Fix (Function 9): Fixed a bug in Statistics (mode 6) where the program incorrectly reported "No mode exists" for datasets with multiple modes of the same frequency (e.g., [1, 1, 2, 2]).

v2.2.1 Major Updates (Bug Fix):

• Stability Fix (Function 31): Fixed a crash in Matrix Operations (add, subtract, multiply) caused by a translation key error when printing results.
• Correctness Fix (Function 9): Fixed a bug in Statistics where the median would not print or save correctly for odd-numbered datasets.

v2.2.0 Major Updates:

• New Numerical Derivative Calculation: Added function 34 for computing numerical derivatives of arbitrary functions using central difference method
• Calculus Toolkit Enhancement: Forms a complete calculus toolkit together with numerical integration function

v2.1.1 Major Updates:

• Cross-platform Timer: Replaced keyboard with curses and msvcrt modules, supporting Linux, macOS and Windows
• Language Switching Optimization: Language changes take effect immediately without program restart
• Translation Improvements: Fixed translation key formatting issues, enhanced multilingual experience

v2.1.0 Major Updates:

• Matrix Transposition: Added matrix transposition operation in function 31
• Language Switching Optimization: Automatic restart prompt after language change
• Translation Updates: Synchronized Chinese and English translation files

v2.0.0 Major Updates:

• Multilingual Support: Added complete English translation system
• Language Switching: Real-time language switching without restarting the program