计算器是移动端使用频次最高的工具类应用之一,但当前市场存在明显断层:Apple 系统计算器、PCalc 这类产品运算专业、精度可靠,却不支持换肤、没有拟人语音;而应用商店里大量"换肤计算器"外观丰富,却普遍用二进制浮点运算,出现 0.1+0.2=0.30000000004 这类精度问题,且广告干扰严重、语音是生硬的机器电子音。用户被迫在"算得准"和"用得爽"之间二选一。
另一方面,视障用户与中老年用户在记账、算价场景下高度依赖语音播报,但现有产品的 TTS 不符合中文数字读法习惯——把 120 读成"一二零"而不是"一百二十",实际可用性很差。
本项目定位于工具软件 / 效率与无障碍赛道,面向 iPhone、iPad、Mac 三端提供一致体验:用精确十进制引擎守住专业性,用 design token 驱动的主题系统和自然拼接人声建立差异化记忆点,并为主题商城内购、拍照 AI 解题预留架构接缝,形成可延展的产品与营收闭环。
项目对标 iOS 系统计算器并做体验增强(同时支持macOS),共六个功能模块:
1、基础运算:加减乘除、百分比、正负号、退格与 AC,支持连续运算与运算符优先级,全程精确十进制,0.1+0.2 严格等于 0.3;除零、溢出等异常降级为错误提示而非崩溃。
2、科学计算:三角与双曲函数、ln/log₁₀、xʸ、eˣ/10ˣ、开方、阶乘、倒数、EE、Rand,常量 π/e,括号嵌套,内存键 mc/m+/m-/mr,2nd 二级功能与 Rad/Deg 角度切换。
3、单位与货币转换:基于 Measurement 的长度、重量、温度、面积离线换算;货币接免费实时汇率源,主源失败自动切备源,每日缓存刷新,离线读缓存并标注更新时间。
4、历史记录:SwiftData 持久化每条算式与结果,可点击回填复用,支持单条删除与清空,重启不丢。
5、主题系统:内置 Classic、Metal Tech、Summer Fresh、Cartoon、Neon Dark 五套主题,颜色、圆角、字重、动效全部由 token 驱动,运行时热切换即时生效,并支持外部主题包安装。
6、语音播报:男声、女声、男童、女童四种角色,中英双语,按键即读并在等号后整段朗读结果,完全离线。
技术栈:Swift 6 + SwiftUI Multiplatform 单一 codebase 覆盖三端(不用 Catalyst,避免 iPad 套壳手感),MVVM + 协议依赖注入,SwiftData 持久化,XcodeGen 以 project.yml 作为工程唯一源。运算引擎拆成独立本地 SPM 包 CalcEngine,纯逻辑零 UI 依赖,按 Lexer → 递归下降 Parser → AST → Evaluator → Formatter 分层,配 60 个单元测试。
三个实现难点:
一是精度分层。基础四则与百分比全程用 Foundation.Decimal 保证十进制精确;超越函数 Decimal 无法支持,转 Double 计算后标记为近似值,在显示层做有效数字截断与去尾零,对齐 Apple 表现。
二是主题零硬编码。UI 只读语义 token,内置 JSON 与后续商城下载包共用同一解析器,@Observable 广播实现热切换;并把 WCAG-AA 对比度算法写成单测,逐主题守住可读性。
三是自然人声。放弃电子味重的 AVSpeechSynthesizer,改为构建期用 edge-tts 把封闭词表预渲染成 .caf 片段入包,运行时 AVAudioEngine + AVAudioPlayerNode 拼接播放,零 API 全离线;中英文各实现一套 NumberSpeller 处理读法差异。其中踩到 iOS 上必须等音频会话激活后再连接音频图的坑,否则首次播报静音,改为延迟建图后修复。
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