一、摘要

本文介绍一款基于Python的贷款还款计算工具，支持等额本息与等额本金两种主流还款方式。通过输入贷款总额、年利率和期限，可自动生成包含每月还款明细的Excel表格，并在控制台展示首年还款计划。核心算法严格遵循金融计算公式，等额本息采用等比数列求和推导月供公式，等额本金实现线性递减利息计算。程序包含完善的输入验证（如贷款期限≤30年）和异常处理机制，输出结果包含总还款额、总利息等关键指标。特别针对等额本金方式，额外显示首月还款峰值及月减额。本工具适用于房贷/车贷场景，既可作为金融从业者的分析助手，也可帮助普通用户直观对比还款方案差异。

二、整体架构流程

1. 输入处理层

• 通过input()获取用户输入的贷款总额、年利率（需转换为月利率）、还款年限及还款方式选择
• 关键验证逻辑：

  if principal <= 0 or annual_rate < 0 or years <= 0 or total_months > 360:raise ValueError("输入参数无效")
  

2. 核心计算层

• 等额本息算法（calculate_equal_principal_and_interest）：

  monthly_payment = principal * monthly_rate * (1 + monthly_rate) ** months / ((1 + monthly_rate) ** months - 1)
  

  采用等比数列求和公式推导，确保每月还款额固定
• 等额本金算法（calculate_equal_principal）：

  monthly_principal = principal / months  # 每月固定本金
  interest = remaining_principal * monthly_rate  # 剩余本金计息
  

3. 结果输出层

• 生成带格式的Excel文件（需openpyxl引擎）
• 控制台输出首年还款明细（超过12个月时自动折叠中间月份）
• 汇总信息包含总利息、等额本金特有统计项

三、具体技术细节

1. 等额本息实现解析

• 月供公式推导：
  通过等比数列求和公式推导得出：
  $$M=P\times \frac{r{\left(1+r\right)}^n}{{\left(1+r\right)}^n-1}$$
  其中$M$为月供，$P$为本金，$r$为月利率，$n$为还款月数。
• 数据流控制：

  remaining_principal -= principal_paid  # 每月更新剩余本金
  details.append({...})  # 存储包含五维数据的字典
  

2. 等额本金实现解析

• 递减特性实现：

  payment = monthly_principal + (remaining_principal * monthly_rate)
  remaining_principal -= monthly_principal  # 每月固定扣减本金
  

• 月减额计算：
  首月利息：$P\times r$
  次月利息：$\left(P-\frac{P}{n}\right)\times r$
  月减额： P n × r \frac{P}{n}\times r