在日常的开发工作中，不可避免地需要用到计算器的功能。今天，我们就来介绍如何用Python实现一个简单的计算器。

首先，我们需要明确计算器的功能需求：实现基本的加减乘除运算。那么，我们就可以开始编写程序了。

步骤1：获取用户输入

我们可以使用Python内置的input函数来获取用户输入的表达式，代码如下所示：

```
expr = input("请输入表达式：")
```

步骤2：解析表达式

我们需要将用户输入的表达式解析成可计算的形式。这里，我们可以使用Python内置的eval函数来实现表达式的计算。但是，eval函数存在一定的安全性问题，因此我们要注意对输入的表达式进行过滤，避免恶意代码的注入。例如，我们可以使用Python内置的re模块对输入的表达式进行正则匹配，只允许数字和加减乘除符号出现，其他字符一律剔除。代码如下所示：

```
import re
expr = input("请输入表达式：")
pattern = re.compile(r"[^0-9+\-*/.]")
expr = pattern.sub("", expr)
result = eval(expr)
print("计算结果为：", result)
```

步骤3：异常处理

当我们输入不合法的表达式时，程序会出现异常，例如除数为0等。这时，我们需要进行异常处理。例如，当出现异常时，我们可以输出错误信息，然后提示用户重新输入。代码如下所示：

```
import re
while True:
    try:
        expr = input("请输入表达式：")
        pattern = re.compile(r"[^0-9+\-*/.]")
        expr = pattern.sub("", expr)
        result = eval(expr)
        print("计算结果为：", result)
    except Exception as e:
        print("发生错误：", e)
        print("请重新输入")
```

步骤4：优化代码

上面的代码已经可以实现基本的计算器功能了，但是还存在一些问题。例如，当用户输入的表达式中存在多个连续的加减乘除符号时，程序就会出现错误。为了解决这个问题，我们可以使用正则表达式对连续的符号进行合并，将其转化为单一的符号。代码如下所示：

```
import re
while True:
    try:
        expr = input("请输入表达式：")
        pattern = re.compile(r"[^0-9+\-*/.]")
        expr = pattern.sub("", expr)
        expr = re.sub(r"([\+\-\*/])\1+", r"\1", expr)
        result = eval(expr)
        print("计算结果为：", result)
    except Exception as e:
        print("发生错误：", e)
        print("请重新输入")
```

此时，我们已经完成了一个简单的计算器的编写。上述代码基于Python内置的eval函数，可以实现基本的加减乘除运算，但是对于复杂的表达式，可能无法得到正确的计算结果。如果需要处理复杂的表达式，我们可以借助第三方的数学库，例如SymPy、NumPy等。