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Java編寫(xiě)簡(jiǎn)單計(jì)算器的完整實(shí)現(xiàn)過(guò)程

 更新時(shí)間：2020年12月07日 12:14:06   作者：雪，，，  
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java編寫(xiě)簡(jiǎn)單計(jì)算器的完整實(shí)現(xiàn)過(guò)程，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

本文用Java的swing來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算器，主要內(nèi)容為圖形用戶(hù)界面GUI的實(shí)現(xiàn)以及運(yùn)算表達(dá)式核心算法的設(shè)計(jì)編寫(xiě)。

程序運(yùn)行環(huán)境為Windows10 ，編譯環(huán)境為MyEclipse 。

一、具體功能：

1、：輸入，輸出

輸入：允許輸入帶有括號(hào)的完整計(jì)算式（例 8*（4-95)+5÷2*e-pi）
輸出：輸出Double類(lèi)型的結(jié)果
輸出：整個(gè)運(yùn)算表達(dá)式并保存于歷史記錄中

2、：功能

 基本的加，減，乘，除，四則運(yùn)算
 平方運(yùn)算
 開(kāi)方運(yùn)算
 求余運(yùn)算

最終界面如下圖：

除了常規(guī)的數(shù)字按鈕和運(yùn)算符，還有兩個(gè)常數(shù)e，pi（π），清空鍵AC，括號(hào)運(yùn)算符()，平方(x^x)和開(kāi)方(sqrt)運(yùn)算符，輸入顯示框以及歷史記錄文本框，文本框的垂直滾動(dòng)條和水平滾動(dòng)條。

二、主要思想：

1：中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)為后綴表達(dá)式

準(zhǔn)備：

①后綴表達(dá)式隊(duì)列：postQueue，用于存儲(chǔ)逆波蘭表達(dá)式（其實(shí)不用隊(duì)列排序直接輸出也行)
②操作符棧：opStack，對(duì)用戶(hù)輸入的操作符進(jìn)行處理，用于存儲(chǔ)運(yùn)算符

算法思想：

從左向右依次讀取算術(shù)表達(dá)式的元素X，分以下情況進(jìn)行不同的處理：
（1）如果X是操作數(shù)，直接入隊(duì)
（2）如果X是運(yùn)算符，再分以下情況：
a）如果棧為空，直接入棧。
b）如果X==”（“，直接入棧。
c）如果X==”）“，則將棧里的元素逐個(gè)出棧，并入隊(duì)到后綴表達(dá)式隊(duì)列中，直到第一個(gè)配對(duì)的”(”出棧。（注：“(”和“)”都不 入隊(duì)）
d）如果是其他操作符（+ - * /）,則和棧頂元素進(jìn)行比較優(yōu)先級(jí)。 如果棧頂元素的優(yōu)先級(jí)大于等于X，則出棧并把棧中彈出的元素入隊(duì)，直到棧頂元素的優(yōu)先級(jí)小于X或者棧為空。彈出完這些元素后，才將遇到的操作符壓入到棧中。
(3)最后將棧中剩余的操作符全部入隊(duì)。

示意圖：

2、計(jì)算后綴表達(dá)式

準(zhǔn)備：

需要用到一個(gè)結(jié)果棧Res_Stack ：用于存放計(jì)算的中間過(guò)程的值和最終結(jié)果

算法思想：

1、從左開(kāi)始向右遍歷后綴表達(dá)式的元素。
2、如果取到的元素是操作數(shù)，直接入棧Res_Stack，如果是運(yùn)算符，從棧中彈出2個(gè)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，然后把運(yùn)算結(jié)果入棧
3、當(dāng)遍歷完后綴表達(dá)式時(shí)，計(jì)算結(jié)果就保存在棧里了。

示意圖：

三、結(jié)果測(cè)試

分析：

1、可實(shí)現(xiàn)基本四則運(yùn)算及平方、開(kāi)方、求余運(yùn)算。
2、運(yùn)算表達(dá)式可顯示于輸入界面并保存于歷史記錄欄
3、輸入界面和歷史記錄欄皆可實(shí)現(xiàn)不斷字自動(dòng)換行功能以及滾動(dòng)條功能
4、不足之處：進(jìn)行平方和開(kāi)方運(yùn)算時(shí)其保存在歷史記錄中的表達(dá)式會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)等號(hào)及兩個(gè)結(jié)果。

四、完整源代碼(每行代碼已附有詳細(xì)注釋)

package software;

import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.*;

//Calculator類(lèi)，繼承JFrame框架，實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)聽(tīng)器接口
public class Calculator extends JFrame implements ActionListener {
  private String[] KEYS = { "7", "8", "9", "AC", "4", "5", "6", "-", "1", "2", "3", "+", "0", "e", "pi", "/", "sqrt",
	  "%", "x*x", "*", "(", ")", ".", "=" };
  private JButton keys[] = new JButton[KEYS.length];
  private JTextArea resultText = new JTextArea("0.0");// 文本域組件TextArea可容納多行文本；文本框內(nèi)容初始值設(shè)為0.0
  private JTextArea History = new JTextArea();// 歷史記錄文本框初始值設(shè)為空
  private JPanel jp1=new JPanel();
  private JPanel jp2=new JPanel();
  private JScrollPane gdt1=new JScrollPane(resultText);//給輸入顯示屏文本域新建一個(gè)垂直滾動(dòng)滑條
  private JScrollPane gdt2=new JScrollPane(History);//給歷史記錄文本域新建一個(gè)垂直滾動(dòng)滑條
  // private JScrollPane gdt3=new JScrollPane(History);//給歷史記錄文本域新建一個(gè)水平滾動(dòng)滑條
  private JLabel label = new JLabel("歷史記錄");
  private String b = "";

// 構(gòu)造方法
  public Calculator() {
	super("Caculator");//“超”關(guān)鍵字，表示調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，
	resultText.setBounds(20, 18, 255, 115);// 設(shè)置文本框大小
	resultText.setAlignmentX(RIGHT_ALIGNMENT);// 文本框內(nèi)容右對(duì)齊
	resultText.setEditable(false);// 文本框不允許修改結(jié)果
	History.setBounds(290, 40, 250,370);// 設(shè)置文本框大小
	History.setAlignmentX(LEFT_ALIGNMENT);// 文本框內(nèi)容右對(duì)齊
	History.setEditable(false);// 文本框不允許修改結(jié)果
	label.setBounds(300, 15, 100, 20);//設(shè)置標(biāo)簽位置及大小
	jp2.setBounds(290,40,250,370);//設(shè)置面板窗口位置及大小
	jp2.setLayout(new GridLayout());
	jp1.setBounds(20,18,255,115);//設(shè)置面板窗口位置及大小
	jp1.setLayout(new GridLayout());
	resultText.setLineWrap(true);// 激活自動(dòng)換行功能
	resultText.setWrapStyleWord(true);// 激活斷行不斷字功能
	resultText.setSelectedTextColor(Color.RED);
	History.setLineWrap(true);//自動(dòng)換行
	History.setWrapStyleWord(true);
	History.setSelectedTextColor(Color.blue);
	gdt1.setViewportView(resultText);//使?jié)L動(dòng)條顯示出來(lái)
	gdt2.setViewportView(History);
	gdt1.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS);//設(shè)置讓垂直滾動(dòng)條一直顯示
	gdt2.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS);//設(shè)置讓垂直滾動(dòng)條一直顯示
	gdt2.setHorizontalScrollBarPolicy(JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_ALWAYS);//設(shè)置讓水平滾動(dòng)條一直顯示
	jp1.add(gdt1);//將滾動(dòng)條添加入面板窗口中
	jp2.add(gdt2);
	this.add(jp1);//將面板添加到總窗體中
	this.add(jp2);//將面板添加到總窗體中
	this.setLayout(null);
	this.add(label);// 新建“歷史記錄”標(biāo)簽
	//this.add(resultText);// 新建文本框，該語(yǔ)句會(huì)添加進(jìn)去一個(gè)新的JTextArea導(dǎo)致帶有滾動(dòng)條的文本無(wú)法顯示或者發(fā)生覆蓋
	//this.add(History);// 新建歷史記錄文本框，該語(yǔ)句會(huì)添加進(jìn)去一個(gè)新的JTextArea導(dǎo)致帶有滾動(dòng)條的文本無(wú)法顯示
	
	// 放置按鈕
	int x = 20, y = 150;
	for (int i = 0; i < KEYS.length; i++)
	{
	  keys[i] = new JButton();
	  keys[i].setText(KEYS[i]);
	  keys[i].setBounds(x, y, 60, 40);
	  if (x < 215) {
		x += 65;
	  } else {
		x = 20;
		y += 45;
	  }
	  this.add(keys[i]);
	}
	for (int i = 0; i < KEYS.length; i++)// 每個(gè)按鈕都注冊(cè)事件監(jiān)聽(tīng)器
	{
	  keys[i].addActionListener(this);
	}
	this.setResizable(false);
	this.setBounds(500, 200, 567, 480);
	this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
	this.setVisible(true);
  }

// 事件處理
  public void actionPerformed(ActionEvent e)
  {
	//History.setText(b);//使輸入的表達(dá)式顯示在歷史記錄文本框中
	String label=e.getActionCommand();//獲得事件源的標(biāo)簽
	if(label=="=")//
	{
	  resultText.setText(this.b);
	  History.setText(History.getText()+resultText.getText());
	  if(label=="=")//調(diào)用計(jì)算方法，得出最終結(jié)果
	  {
		String s[]=houzhui(this.b);
		String result=Result(s);
		this.b=result+"";
		//更新文本框，當(dāng)前結(jié)果在字符串b中，并未刪除，下一次輸入接著此結(jié)果以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)算
		resultText.setText(this.b);
		History.setText(History.getText()+"="+resultText.getText()+"\n");
	  }
	}
	 else if(label=="AC")//清空按鈕，消除顯示屏文本框前面所有的輸入和結(jié)果
	  {
		this.b="";
		 resultText.setText("0");//更新文本域的顯示，顯示初始值;
	  }
	else if(label=="sqrt")
	{
	  String n=kfys(this.b);
	  resultText.setText("sqrt"+"("+this.b+")"+"="+n);//使運(yùn)算表達(dá)式顯示在輸入界面
	  History.setText(History.getText()+"sqrt"+"("+this.b+")"+"=");//獲取輸入界面的運(yùn)算表達(dá)式并使其顯示在歷史記錄文本框
	  this.b=n;
	}
	else if(label=="x*x")
	{
	  String m=pfys(this.b);
	  resultText.setText(this.b+"^2"+"="+m);//使運(yùn)算表達(dá)式顯示在輸入界面
	  History.setText(History.getText()+this.b+"^2"+"=");//獲取輸入界面的運(yùn)算表達(dá)式并使其顯示在歷史記錄文本框
	  this.b=m;
	}
	else if(label=="e"||label=="pi")
	{
	  if(label=="e")
	  {
		String m=String.valueOf(2.71828);//將e的值以字符串的形式傳給m
		 this.b=this.b+m;//保留顯示m之前輸入的運(yùn)算符或數(shù)字字符繼續(xù)下一步運(yùn)算
		 resultText.setText(this.b);
		// History.setText(History.getText()+this.b);
	  }
	  if(label=="pi")
	  {
		String m=String.valueOf(3.14159265);
		 this.b=this.b+m;
		 resultText.setText(this.b);
		// History.setText(History.getText()+this.b);
	  }
	}
	else
	{
	  this.b=this.b+label;
	  resultText.setText(this.b);
	 // History.setText(History.getText()+this.b);
	  
	  
	}
	//History.setText(History.getText()+this.b);//使輸入的表達(dá)式顯示在歷史記錄文本框中
  }
//將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式
  private String[] houzhui(String str) {
	String s = "";// 用于承接多位數(shù)的字符串
	char opStack[] = new char[100];// 靜態(tài)棧,對(duì)用戶(hù)輸入的操作符進(jìn)行處理，用于存儲(chǔ)運(yùn)算符
	String postQueue[] = new String[100];// 后綴表達(dá)式字符串?dāng)?shù)組，為了將多位數(shù)存儲(chǔ)為獨(dú)立的字符串
	int top = -1, j = 0;// 靜態(tài)指針top,控制變量j
	for (int i = 0; i < str.length(); i++)// 遍歷中綴表達(dá)式
	// indexof函數(shù)，返回字串首次出現(xiàn)的位置；charAt函數(shù)返回index位置處的字符；
	{
	  if ("0123456789.".indexOf(str.charAt(i)) >= 0) // 遇到數(shù)字字符的情況
	  {
		s = "";// 作為承接字符，每次開(kāi)始時(shí)都要清空
		for (; i < str.length() && "0123456789.".indexOf(str.charAt(i)) >= 0; i++) {
		  s = s + str.charAt(i);
		}
		i--;
		postQueue[j] = s;// 數(shù)字字符直接加入后綴表達(dá)式
		j++;
	  } else if ("(".indexOf(str.charAt(i)) >= 0) {// 遇到左括號(hào)
		top++;
		opStack[top] = str.charAt(i);// 左括號(hào)入棧
	  } else if (")".indexOf(str.charAt(i)) >= 0) {// 遇到右括號(hào)
		for (;;)// 棧頂元素循環(huán)出棧，直到遇到左括號(hào)為止
		{
		  if (opStack[top] != '(') {// 棧頂元素不是左括號(hào)
			postQueue[j] = opStack[top] + "";// 棧頂元素出棧
			j++;
			top--;
		  } else { // 找到棧頂元素是左括號(hào)
			top--;// 刪除棧頂左括號(hào)
			break;// 循環(huán)結(jié)束
		  }
		}
	  }
	  if ("*%/".indexOf(str.charAt(i)) >= 0)// 遇到高優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符
	  {
		if (top == -1) {// 若棧為空則直接入棧
		  top++;
		  opStack[top] = str.charAt(i);
		} else {// 棧不為空,把棧中彈出的元素入隊(duì)，直到棧頂元素優(yōu)先級(jí)小于x或者棧為空
		  if ("*%/".indexOf(opStack[top]) >= 0) {
			// 棧頂元素也為高優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符
			postQueue[j] = opStack[top] + "";// 棧頂元素出棧進(jìn)入后綴表達(dá)式
			j++;
			opStack[top] = str.charAt(i);// 當(dāng)前運(yùn)算符入棧
		  } else if ("(".indexOf(opStack[top]) >= 0) {// 棧頂元素為左括號(hào)，當(dāng)前運(yùn)算符入棧
			top++;
			opStack[top] = str.charAt(i);
		  } else if ("+-".indexOf(str.charAt(i)) >= 0) {// 遇到低優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符
			postQueue[j] = opStack[top] + "";// 棧頂元素出棧進(jìn)入后最表達(dá)式
			j++;
			opStack[top] = str.charAt(i);// 當(dāng)前元素入棧
		  }
		}
	  } else if ("+-".indexOf(str.charAt(i)) >= 0) {
		if (top == -1) {
		  top++;
		  opStack[top] = str.charAt(i);
		} else {
		  if ("*%/".indexOf(opStack[top]) >= 0) {
			// 棧頂元素也為高優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符
			postQueue[j] = opStack[top] + "";// 棧頂元素出棧進(jìn)入后綴表達(dá)式
			j++;
			opStack[top] = str.charAt(i);// 當(dāng)前運(yùn)算符入棧
		  } else if ("(".indexOf(opStack[top]) >= 0) {// 棧頂元素為左括號(hào)，當(dāng)前運(yùn)算符入棧
			top++;
			opStack[top] = str.charAt(i);
		  } else if ("+-".indexOf(str.charAt(i)) >= 0) {// 遇到低優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符
			postQueue[j] = opStack[top] + "";// 棧頂元素出棧進(jìn)入后最表達(dá)式
			j++;
			opStack[top] = str.charAt(i);// 當(dāng)前元素入棧
		  }
		}
	  }
	}
	for (; top != -1;) {// 遍歷結(jié)束后將棧中剩余元素依次出棧進(jìn)入后綴表達(dá)式
	  postQueue[j] = opStack[top] + "";
	  j++;
	  top--;
	}
	return postQueue;
  }

//開(kāi)方運(yùn)算方法
  public String kfys(String str) {
	String result = "";
	double a = Double.parseDouble(str), b = 0;
	b = Math.sqrt(a);
	result = String.valueOf(b);//將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為string類(lèi)型并賦給string類(lèi)型的變量result
	return result;
  }

//平方運(yùn)算方法
  public String pfys(String str) {
	String result = "";
	double a = Double.parseDouble(str), b = 0;
	b = Math.pow(a, 2);
	result = String.valueOf(b);
	return result;
  }
  
// 計(jì)算后綴表達(dá)式，并返回最終結(jié)果
  public String Result(String str[]) {
	String Result[] = new String[100];// 順序存儲(chǔ)的棧，數(shù)據(jù)類(lèi)型為字符串
	int Top = -1;// 靜態(tài)指針Top
	for (int i = 0; str[i] != null; i++) {
	  if ("+-*%/".indexOf(str[i]) < 0) {
		Top++;
		Result[Top] = str[i];
	  }
	  if ("+-*%/".indexOf(str[i]) >= 0)// 遇到運(yùn)算符字符，將棧頂兩個(gè)元素出棧計(jì)算并將結(jié)果返回棧頂
	  {
		double x, y, n;
		x = Double.parseDouble(Result[Top]);// 順序出棧兩個(gè)數(shù)字字符串，并轉(zhuǎn)換為double類(lèi)型
		Top--;
		y = Double.parseDouble(Result[Top]);
		Top--;
		if ("-".indexOf(str[i]) >= 0) {
		  n = y - x;
		  Top++;
		  Result[Top] = String.valueOf(n);// 將運(yùn)算結(jié)果重新入棧
		}
		if ("+".indexOf(str[i]) >= 0) {
		  n = y + x;
		  Top++;
		  Result[Top] = String.valueOf(n);// 將運(yùn)算結(jié)果重新入棧
		}
		if ("*".indexOf(str[i]) >= 0) {
		  n = y * x;
		  Top++;
		  Result[Top] = String.valueOf(n);// 將運(yùn)算結(jié)果重新入棧

		}
		if ("/".indexOf(str[i]) >= 0)
		{
		  if (x == 0)// 被除數(shù)不允許為0
		  {
			String s = "error!";
			return s;
		  } else {
			n = y / x;
			Top++;
			Result[Top] = String.valueOf(n);// 將運(yùn)算結(jié)果重新入棧
		  }
		}
		if ("%".indexOf(str[i]) >= 0) 
		{
		  if (x == 0)// 被除數(shù)不允許為0
		  {
			String s = "error!";
			return s;
		  } else {
			n = y % x;
			Top++;
			Result[Top] = String.valueOf(n);// 將運(yùn)算結(jié)果重新入棧
		  }
		}
		
	  }
	}
	return Result[Top];// 返回最終結(jié)果
  }

  // 主函數(shù)
  public static void main(String[] args) {
	Calculator a = new Calculator();
  }
}

到此這篇關(guān)于Java編寫(xiě)簡(jiǎn)單計(jì)算器的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java編寫(xiě)簡(jiǎn)單計(jì)算器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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