Один уж очень активный читатель обратился сразу к нескольким авторам, пишущим на программную тематику с конкретным запросом — он делает серьезный инженерный калькулятор и достаточно сильно запутался. Как я понял, те авторы сразу же нашли какие-то важные срочные дела, а ваш покорный слуга не успел вовремя сориентироваться:)). Ну что же, на самом деле заложенные идеи интересны, хотя я бы изложил свою точку зрения на вопрос. 

Нельзя сказать, что калькуляторов столь же много, как и тетрисов, хотя при обучении тому или иному языку программирования написание таковых является заданиями начального уровня. С другой стороны... «труд обычного студента сравним с трудом шахтера». Действительно, очень часто нужен более наглядный инженерный калькулятор, в котором все расчеты были бы представлены в развернутом виде. Закравшаяся ошибка может отнять много времени. Нередко хочется видеть всю картину расчетов целиком во всех деталях, либо считать какую-либо формулу по частям, сверяя данные. Единственная панацея — Excel, но его использование не всегда оправдано в силу громоздкости этого многофункционального продукта для небольших задач. Специализированные математические пакеты — им нужно специально обучаться… Есть вариант создания и другого универсального средства. 

Если у вас есть под рукой Visual Studio либо конкретно С#, то вы можете создать уникальную вещь за полчаса. Причем мы не будем внедряться в программирование математических операций и сложных функций. Зачем? Если есть Excel. Мы просто изымем из него все необходимое, то есть, сам вычисляющий модуль, а интерфейс сделаем под свои нужды. Итак…

Нам нужны поля ввода, в которых мы будем вводить математические формулы с уже вставленными значениями, соответственно, нужны и поля вывода результатов. Помимо этого необходимо окошко, в которое можно помещать некоторые заметки и комментарии. Например, какие-либо коэффициенты, формулы в символьном отображении и т.п.

Расчетный блок у нас будет Excel’вский, то есть, основной задачей при проектировании является удобное расположение интерфейсных элементов.

В рамках представленного примера предложен вариант с 9-ю полями ввода формул, которым соответствует 9 кнопок «на выполнение» и 9 полей, в которых будут выводиться результаты. Отдельно расположено окно для ввода комментариев.

Мы покажем все в рамках Visual C#, хотя это же можно сделать и в других языках сообщества Microsoft Visual Studio. Действия идентичны. 

Ход выполнения:

Теперь напишем самую главную часть кода… на самом деле несколько строк. Это будет функция, которая вызывается всякий раз при нажатиях кнопок «ОК» в каждой формульной линии. Она «активизирует» Excel, при этом преобразует строковые данные в выражение, получает результат и отсылает его в виде опять же в виде строки. 

Для удобства сделайте двойной клик на первой кнопке (button1), в результате чего появится отображение файла Form1.cs. Но ввод кода мы сейчас сделаем не в рамках события button1_click, а разместим над ним. Выглядеть все будет так:

Прокомментируем. Итак, на вход подается строка (переменная a1), в которой содержится формульное выражение. Изначально мы объявляем объектную переменную objectExcel и общую объектную переменную Result. Объектная переменная objectExcel при помощи метода "Evaluate” вычисляет нашу формулу, которая передана через строчную переменную a1. После этого мы удаляем объектную переменную objExcel и освобождаем выделенную под нее память. И функция возвращает ответ в виде строковых данных. Так вот, если в заголовке у вас стоял Interop.Excel вместо Microsoft.Office.Interop.Excel, то объявление переменной objectExcel будет более простым:

Теперь имеет смысл перейти и к нашему button1_click, который пока пустует в одиночестве. Перед этим мы объявим строчную переменную myString (сразу вспоминается как один читатель в письме задал вопрос о стрингах, а я спросони не понял, что он имел в виду струнные музыкальные инструменты, стринги… хм-м). Итак, выглядит все очень просто:

Все, можете запускать на тест (Build -> Build Solution, Debug -> Start without Debugging). Первая формульная линия интерфейса должна заработать. То есть, в окно textBox1 вы вводите формулу, нажимаете кнопку и получаете результат в textBox2. Отдельно стоит отметить, что отделение дробной части в числах производится только запятыми, иначе будет выдаваться ошибка, которая проявляется в невероятном ответе (что-то около минус двух миллиардов:)). При желании вы можете вписать строку: 

Если есть ошибка с символьным вводом, то Excel’ом выдается ответ «-2146826259». Его можно обработать также. 

Теперь переходим к изображению формы, и делаем двойной клик на второй кнопке «ОК». Действия практически те же:

И так далее. Все, студенческий калькулятор готов. Как сказали бы игроделы, он работает «на Excel’вском движке».

Вводить можно обычно, например, 180+45^2-5*ln(20)/sin(45). Помимо этого вы можете использовать и Excel’вский вариант f(x), то есть писать СУММ(5;48;79) и т.п. Все названия функций перечислены в этой программе. Не забывайте и о том, что разделителем дробной части в числах является запятая, а не точка. Причем и в Excel все также.  

Окно для заметок очень удобно, поскольку там вы можете оставлять сопутствующие записи, вносить промежуточные результаты с комментариями, хранить формулы в символьном представлении, чтобы не запутаться, и т.п. А можете и просто писать уже готовый отчет. 

Конечно, пределу совершенства нет. То есть, при желании вы можете заставить этот калькулятор воспроизводить DVD-диски, записывать CD-RW, играть с вами в шахматы и так далее. Но если говорить о конкретных нуждах, то достаточно хорошим вариантом будет реализация сохранения рабочих сессий в текстовые или XML-файлы, что реализуется достаточно просто. 

Чем это выгодно именно для студентов? Дело в том, что расчетные этапы зачастую идентичны. Во-вторых, нередко можно столкнуться с явлением, когда для реализации какой-либо функции либо расчетов в рамках лабораторной работы пишутся специальные отдельные программы и т.п. Тут все гораздо проще. 

Раздел комментариев можно расширить до системы формирования отчетов. То есть, на самом деле получается ничто иное, как открытая архитектура.

Что касается более сложных математических вычислений, выходящих за рамки возможностей Excel, но развитых в математических пакетах уровня Matlab или MathCAD они возможны, то тут дело несколько сложнее, но все также реализуемо. 

Что касается формирования и вывода графиков, то тут можно пойти сразу по нескольким направлениям. Например, использовать опять же вcтроенные возможности Excel, во-вторых, «научить» программу рисовать не сложно. Единственное, что стоит учитывать в последнем варианте — ось Y в компьютерных интерфейсах отсчитывается вниз, то есть верхний левый угол является началом координат. Поэтому необходим дополнительный преобразователь. 

На самом деле, современное программирование большей частью является высокоуровневым. Так или иначе, все время проявляет себя постулат о том, что если есть готовые решения, то изобретать велосипед не нужно. В данном случае мы пошли по такому же направлению, то есть создали уникальный калькулятор под собственные нужды, но при этом использовали готовые модули и тот же Excel.

Здесь у нас все прекрасно работает, но такой вариант достаточно опасен, зависим от наличия конкретных приложений в конкретных версиях у пользователя. Избежать этого можно только написанием собственного математического движка, то есть спуститься на уровень пониже. В таком случае Excel уже будет браться в качестве примера.