java的计算器报告

时间：2024.3.19

课程设计（大作业）报告

1 课程设计介绍........................................................................................................... 1

1.1 课程设计内容........................................................................................................ 1

1.2 课程设计要求........................................................................................................ 1

2 总体设计................................................................................................................... 2

2.1 课设题目总体设计、算法描述............................................................................ 2

2.2功能模块图、流程图分析..................................................................................... 2

3 调试与性能分析..................................................................................................... 6

4 参考文献................................................................................................................... 8

附录（程序清单）................................................................................................. 10

2．总体设计

2.1题目总体设计、算法描述。

总体设计：

Calculator中的各个主要的操纵设计的对象

描述：我们设计的算法主要分两大块，一块运用于整体模块，框架的设计，其中有一构造方法用于引用计算；而另一块运用于数据的计算，其中用到数据结构的知识；

在class PostFix中，我们用了数据结构栈的算术表达式转换，用于保存输入的数据，用于进行运算，主要分两部分，一个是保存算术符号，另一个使用与两个数的计算，这两部分相互联系，进行复杂的计算。

在class Calculator中，一开始设计了框架，以及一些菜单栏的按键，并且把各个框架的按钮进行设计，其中采用了整体布局的方法，再做了一些按钮的提示话。

最后就只是一个主类。

2.2功能模块图、程序流程图分析。

流程图：

这个流程图，只是个人对该题目的做法设计，其中有不足之处，还请老师多多谅解。

其中体现了整个程序的部凑，应该已经是一目了然了。

3．调试与性能分析

标准型

标准型主要进行简单的+、-、*、/，的运算，就不多说了。

科学型

科学型除了有基本运算还添加了进制转换，括号运算，三角函数，一元和二元运算，工程计算等功能；其中三角函数，一元二元运算属于比较有难度的调试。

我们做栈时，由于学的是C的数据结构，对于把C的代码改为JAVA的并且还要做构造，对于我们组员来说是有难度的幸好我们之中杨照海C的基础很好，于是在我们的努力下解决了该问题

4.参考文献

《JAVA从入门到实践》——清华大学出版社——刘升华等编著

《算法设计与分析》——清华大学出版社——王晓东编著

《软件设计师教程》——清华大学出版社——陈平褚华编著（参考其中一部分）

《JAVA语言程序设计》——机械工业出版社——（美）Y. Daniel Liang 著

《数据结构》——云南大学出版社——主编王震江副主编何英

附录（程序清单）

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;

import java.util.Stack;

class PostFix{

public String converttoPostfix(String infix) {

if(infix == null) {

return null;

}

char[] ch = infix.toCharArray();

Stack stack1 = new Stack();

StringBuilder sb = new StringBuilder(ch.length);

boolean appendSeparator = false;

boolean sign = true;

for(int i = 0; i < ch.length; i++) {

char c = ch[i];

if(c == ' ') {

continue;

}

if(appendSeparator) {

sb.append(' ');

appendSeparator = false;

}

if((c == '-' || c == '+') && sign) {

sb.append(c);

continue;

}

if((c >= '0' && c <= '9') || c == '.') {

sign = false;

sb.append(c);

continue;

}

if(c == '(') {

stack1.push(c);

continue;

}

if(c == ')') {

sign = false;

while(stack1.peek() != '(') {

sb.append(' ');

sb.append(stack1.pop());

}

stack1.pop();

continue;

}

appendSeparator = true;

if(c == '+'||c == '-' ||c == '*' ||c == '/'||c == '^') {

sign = true;

if(stack1.isEmpty() || stack1.peek() == '(') {

stack1.push(c);

continue;

}

while(!stack1.isEmpty() && getCiXu(stack1.peek()) >= getCiXu(c)) {

sb.append(' ');

sb.append(stack1.pop());

}

stack1.push(c);

}

while(!stack1.isEmpty()) {

sb.append(' ');

sb.append(stack1.pop());

}

return sb.toString();

}

public int getCiXu(char operator){

switch(operator){

case '(':case ')': return 0;

case '+':case '-': return 1;

case '*':case '/': return 2;

case '^':return 3;

}

return -1;

}

//输入数据的运算

public double jiSuan(String postfix) {

String str=postfix;

String[] strs = str.split("\u0020");

Stack stack = new Stack();

String element;

double n1,n2,result;

for(int i = 0; i < strs.length;i++){

element = strs[i];

if(isOperator(element)){

n1 = Double.parseDouble(stack.pop()); //第二个操作数

n2 = Double.parseDouble(stack.pop()); //第一个操作数

result = doOperate(n2,n1,element);

stack.push(new Double(result).toString());

}else{

stack.push(element); }

}

return Double.parseDouble(stack.pop());

}

private double doOperate(double n1, double n2, String operator) {

if(operator.equals("+"))

return n1 + n2;

else if(operator.equals("-"))

return n1 - n2;

else if(operator.equals("*"))

return n1 * n2;

else if(operator.equals("^"))

return Math.pow(n1, n2);

else

return n1/n2;

}

private boolean isOperator(String str){

return str.equals("+") || str.equals("-") || str.equals("*") || str.equals("/")|| str.equals("^");

}

class Calculator{

static final int WIDTH = 500;

static final int HEIGHT = 400;

public static int jinzhi = 10;//默认初始为十进制

public double df = 0d;//一元运算和进制转换时用到

public double d1 = 0d;//二元运算时第一个操作数

public double d2 = 0d;//二元运算时第二个操作数

PostFix pf = new PostFix();

public double dm = 0d;//实现记忆功能

JButton bA = new JButton("A");

JButton bB = new JButton("B");

JButton bC = new JButton("C");

JButton bD = new JButton("D");

JButton bE = new JButton("E");

JButton bF = new JButton("F");

JButton b0 = new JButton("0");

JButton b1 = new JButton("1");

JButton b2 = new JButton("2");

JButton b3 = new JButton("3");

JButton b4 = new JButton("4");

JButton b5 = new JButton("5");

JButton b6 = new JButton("6");

JButton b7 = new JButton("7");

JButton b8 = new JButton("8");

JButton b9 = new JButton("9");

JTextField tf = new JTextField("0",30);

JTextField tf1 = new JTextField("",30);

JTextField tf2 = new JTextField(2);

JRadioButton jr1 = new JRadioButton("十六进制");

JRadioButton jr2 = new JRadioButton("十进制",true);

JRadioButton jr3 = new JRadioButton("八进制");

JRadioButton jr4 = new JRadioButton("二进制");

JMenuItem item1 = new JMenuItem("复制");

JMenuItem item2 = new JMenuItem("粘贴");

JMenuItem item3 = new JMenuItem("标准型");

JMenuItem item4 = new JMenuItem("科学型");

JMenuItem item5 = new JMenuItem("使用说明");

JPanel p0 = new JPanel(new BorderLayout());

JPanel p1 = new JPanel(new GridLayout(1,4));

JPanel p2 = new JPanel(new GridLayout(5,5));

JPanel p3 = new JPanel(new GridLayout(5,5));

JFrame jf = new JFrame("科学计算器");

boolean newdigital = true;

JButton bco;

public Calculator(){

jf.setSize(WIDTH,HEIGHT);

jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();

Dimension screenSize = kit.getScreenSize();

int width = screenSize.width;

int height = screenSize.height;

int x = (width-WIDTH)/2;

int y = (height-HEIGHT)/2;

jf.setLocation(x, y);

//菜单栏的设计

JMenuBar menubar = new JMenuBar();

jf.setJMenuBar(menubar);

JMenu menu1 = new JMenu("查看");

JMenu menu2 = new JMenu("功能");

JMenu menu3 = new JMenu("帮助");

menubar.add(menu1);

menubar.add(menu2);

menubar.add(menu3);

menu1.add(item1);

menu1.addSeparator();

menu1.add(item2);

menu2.add(item3);

menu2.addSeparator();

menu2.add(item4);

menu3.add(item5);

//3个文本框的设计

tf.setBackground(Color.white);

tf1.setBackground(Color.white);

tf2.setBackground(Color.white);

tf.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);

tf1.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);

tf2.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);

tf.setEditable(false);

tf1.setEditable(false);

tf2.setEditable(false);

//进制转换栏的设计(4个单选按钮)

ButtonGroup bg = new ButtonGroup();

bg.add(jr1);

bg.add(jr2);

bg.add(jr3);

bg.add(jr4);

//49个按钮的设计

//8个控制按钮

JButton bmc = new JButton("MC");

JButton bmr = new JButton("MR");

JButton bms = new JButton("MS");

JButton bmp = new JButton("M+");

JButton bmd = new JButton("M-");

JButton bbac = new JButton("BackSpace");

JButton bce = new JButton("CE");

JButton bc0 = new JButton("C");

//17个标准计算的按钮

JButton bp = new JButton("+");

JButton bd = new JButton("-");

JButton bm = new JButton("*");

JButton be0 = new JButton("/");

JButton bpd = new JButton("+/-");

JButton bpo = new JButton(".");

JButton beq = new JButton(" = ");

//24个科学计算的按钮

JButton bsqrt = new JButton("sqrt");

JButton blog = new JButton("log");

JButton bex = new JButton("e^x");

JButton bx2 = new JButton("x^2");

JButton bx3 = new JButton("x^3");

JButton bnj = new JButton("n!");

JButton blm = new JButton("(");

JButton brm = new JButton(")");

JButton bpi = new JButton("PI");

JButton byu = new JButton("%");

JButton bdao = new JButton("1/x");

JButton babs = new JButton("abs");

JButton bax = new JButton("a^x");

JButton bgy = new JButton("关于");

JButton bfe = new JButton("联系作者");

JButton bsin = new JButton("sin");

JButton bcos = new JButton("cos");

JButton btan = new JButton("tan");

//四个面板的设计

p0.add(tf,BorderLayout.CENTER);

p0.add(tf1,BorderLayout.NORTH);

p1.add(jr1);

p1.add(jr2);

p1.add(jr3);

p1.add(jr4);

p2.add(tf2);

p2.add(bbac);

p2.add(bce);

p2.add(bc0);

p2.add(bgy);

p2.add(bmc);

p2.add(b7);

p2.add(b8);

p2.add(b9);

p2.add(bp);

p2.add(bmr);

p2.add(b4);

p2.add(b5);

p2.add(b6);

p2.add(bd);

p2.add(bms);

p2.add(b1);

p2.add(b2);

p2.add(b3);

p2.add(bm);

p2.add(bpd);

p2.add(b0);

p2.add(bpo);

p2.add(beq);

p2.add(be0);

p3.add(bmd);

p3.add(bsin);

p3.add(bcos);

p3.add(btan);

p3.add(bsqrt);

p3.add(bmp);

p3.add(bex);

p3.add(bx2);

p3.add(bx3);

p3.add(bnj);

p3.add(blm);

p3.add(brm);

p3.add(bpi);

p3.add(byu);

p3.add(bA);

p3.add(bB);

p3.add(bC);

p3.add(bD);

p3.add(bE);

p3.add(bF);

p3.add(bdao);

p3.add(babs);

p3.add(bax);

p3.add(bfe);

p3.add(blog);

p0.setVisible(true);

p1.setVisible(true);

p2.setVisible(true);

p3.setVisible(true);

//整体布局的设计（先箱式，后边界）

//箱式：先四水平，再一个垂直

Box vbox = Box.createVerticalBox();

Box hbox0 = Box.createHorizontalBox();

Box hbox1 = Box.createHorizontalBox();

Box hbox2 = Box.createHorizontalBox();

Box hbox3 = Box.createHorizontalBox();

hbox0.add(p0);

hbox0.add(Box.createVerticalStrut(20));

hbox1.add(p1);

hbox0.add(Box.createVerticalStrut(20));

hbox2.add(p2);

hbox3.add(p3);

vbox.add(hbox0);

vbox.add(hbox1);

vbox.add(hbox2);

vbox.add(hbox3);

jf.add(vbox,BorderLayout.CENTER);

jf.setVisible(true);

jf.pack();

//注册事件监听者对象

ActionListener ac = new ActionHandler();

//四个进制转换

jr1.addActionListener(ac);

jr2.addActionListener(ac);

jr3.addActionListener(ac);

jr4.addActionListener(ac);

//49个按钮

bmc.addActionListener(ac);

bmr.addActionListener(ac);

bms.addActionListener(ac);

bmp.addActionListener(ac);

bmd.addActionListener(ac);

bbac.addActionListener(ac);

bce.addActionListener(ac);

bc0.addActionListener(ac);

bp.addActionListener(ac);

bd.addActionListener(ac);

bm.addActionListener(ac);

be0.addActionListener(ac);

bpd.addActionListener(ac);

b0.addActionListener(ac);

b1.addActionListener(ac);

b2.addActionListener(ac);

b3.addActionListener(ac);

b4.addActionListener(ac);

b5.addActionListener(ac);

b6.addActionListener(ac);

b7.addActionListener(ac);

b8.addActionListener(ac);

b9.addActionListener(ac);

bpo.addActionListener(ac);

beq.addActionListener(ac);

bsqrt.addActionListener(ac);

blog.addActionListener(ac);

bex.addActionListener(ac);

bx2.addActionListener(ac);

bx3.addActionListener(ac);

bnj.addActionListener(ac);

blm.addActionListener(ac);

brm.addActionListener(ac);

bpi.addActionListener(ac);

byu.addActionListener(ac);

bdao.addActionListener(ac);

bA.addActionListener(ac);

bB.addActionListener(ac);

bC.addActionListener(ac);

bD.addActionListener(ac);

bE.addActionListener(ac);

bF.addActionListener(ac);

babs.addActionListener(ac);

bax.addActionListener(ac);

bgy.addActionListener(ac);

bfe.addActionListener(ac);

bsin.addActionListener(ac);

bcos.addActionListener(ac);

btan.addActionListener(ac);

//菜单栏

item1.addActionListener(ac);

item2.addActionListener(ac);

item3.addActionListener(ac);

item4.addActionListener(ac);

item5.addActionListener(ac);

}

class ActionHandler implements ActionListener{

public void actionPerformed(ActionEvent e){

String s = e.getActionCommand();

if(s.equals("关于")){//showConfirmDialog(Component parentComponent, Object message, String title, int optionType)

JOptionPane.showConfirmDialog(null, "计算机09级2班学号：200911012XX", "本计算器作者信息", JOptionPane.OK_OPTION);

}

if(s.equals("联系作者")){

JOptionPane.showConfirmDialog(null, "昆明学院计算机系09级2班" +

+'\t'+"计算机09级2班", "联系作者信息", JOptionPane.OK_OPTION);

}

if(s.equals("复制")){

JOptionPane.showConfirmDialog(null, "本功能暂不开放", "信息提示", JOptionPane.OK_OPTION);

}

if(s.equals("粘贴")){

JOptionPane.showConfirmDialog(null, "本功能暂不开放", "信息提示", JOptionPane.OK_OPTION);

}

if(s.equals("使用说明")){

JOptionPane.showConfirmDialog(null, "请查阅计算机自带的使用说明", "信息提示", JOptionPane.OK_OPTION);

}

if(s.equals("BackSpace")){

String s1 = tf.getText();

String s2 = tf1.getText();

tf.setText(s1.substring(0,s1.length()-1));

tf1.setText(s2.substring(0,s2.length()-1));

}

if(s.equals("CE")){

tf.setText("");

tf1.setText("");

newdigital = true;

}

if(s.equals("C")){

tf.setText("");

tf1.setText("");

newdigital = true;

}

if(s.equals("+/-")){

String s2 = tf1.getText();

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(String.valueOf(-df));

tf1.setText(s2.substring(0,s2.length()-1));

tf1.setText(tf1.getText()+String.valueOf(-df));

}

if(s.equals("0")||s.equals("1")||s.equals("2")||s.equals("3")||s.equals("4")||

s.equals("5")||s.equals("6")||s.equals("7")||s.equals("8")||s.equals("9")){

if(newdigital == false){tf.setText(tf.getText()+s);tf1.setText(tf1.getText()+s);

}

else{tf.setText(s); newdigital = false;

tf1.setText(tf1.getText()+s);

}

//一元运算的设计与处理

if(s.equals("sqrt")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

if(df>0){tf.setText(Double.toString(Math.sqrt(df)));}

else{JOptionPane.showConfirmDialog(null, "非负数不可开方", "计算错误提示", JOptionPane.OK_OPTION);

}

if(s.equals("sin")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(Math.sin(df)));

}

if(s.equals("cos")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(Math.cos(df)));

}

if(s.equals("tan")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(Math.tan(df)));

}

if(s.equals("abs")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(Math.abs(df)));

}

if(s.equals("log")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(Math.log(df)));

}

if(s.equals("e^x")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(Math.exp(df)));

}

if(s.equals("x^2")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(df*df));

}

if(s.equals("x^3")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(df*df*df));

}

if(s.equals("PI")){

tf.setText(Double.toString(Math.PI));

}

if(s.equals("1/x")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

if(df == 0){

JOptionPane.showConfirmDialog(null, "除数不可为零", "计算错误提示", JOptionPane.OK_OPTION);

}else{tf.setText(Double.toString(1/df));}

}

if(s.equals("%")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(Double.toString(0.01*df));

}

if(s.equals("n!")){

df = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

if(df == 0){tf.setText("1");}

else{double sum = 1d;

for(int i = 1;i<= df;i++){

sum = sum*i;

}

tf.setText(Double.toString(sum));

}

//二元运算的设计与实现

if(s.equals("+")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+"+");

tf.setText("");

}

if(s.equals("-")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+"-");tf.setText("");

}

if(s.equals("*")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+"*");tf.setText("");

}

if(s.equals("/")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+"/");tf.setText("");

}

if(s.equals("(")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+"(");tf.setText("0");

}

if(s.equals(")")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+")");tf.setText("");

}

if(s.equals(".")){

if(tf.getText().contains(".") != true){

tf.setText(tf.getText()+s); newdigital = false;tf1.setText(tf1.getText()+".");

}

if(s.equals("a^x")){

newdigital = true;

tf1.setText(tf1.getText()+"^");

}

if(s.equals(" = ")){

newdigital = true;

String s0 = tf1.getText();

String s1 = pf.converttoPostfix(s0);

tf.setText(Double.toString(pf.jiSuan(s1)));

tf1.setText(tf1.getText()+'='+tf.getText());

}

//记忆功能的设计与实现

if(s.equals("MC")){

tf2.setText("");

dm = 0d;

newdigital = true;

}

if(s.equals("MR")){

if(tf2.getText().trim() != ""){

tf.setText(Double.toString(dm));

}

if(s.equals("MS")){

dm = Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf2.setText("M");

newdigital = true;

}

if(s.equals("M+")){

dm = dm+Double.parseDouble(tf.getText().trim());

}

if(s.equals("M-")){

dm = dm-Double.parseDouble(tf.getText().trim());

}

//进制转换功能的设计与实现

if(s.equals("十六进制")){

bA.setEnabled(true);

bB.setEnabled(true);

bC.setEnabled(true);

bD.setEnabled(true);

bE.setEnabled(true);

bF.setEnabled(true);

b8.setEnabled(true);

b9.setEnabled(true);

b8.setEnabled(true);

b7.setEnabled(true);

b6.setEnabled(true);

b5.setEnabled(true);

b4.setEnabled(true);

b3.setEnabled(true);

b2.setEnabled(true);

b1.setEnabled(true);

b0.setEnabled(true);

Integer i = new Integer((tf.getText().trim()));

String temp = "";

int j;

switch(jinzhi){

case 16: temp = tf.getText();break;

case 10: temp = Integer.toHexString(i); break;

case 8: j = Integer.valueOf(tf.getText(),8);

temp = Integer.toHexString(j); break;

case 2: j = Integer.valueOf(tf.getText(),2);

temp = Integer.toHexString(j); break;

}

tf.setText(temp);

jinzhi = 16;

}

if(s.equals("十进制")){

bA.setEnabled(false);

bB.setEnabled(false);

bC.setEnabled(false);

bD.setEnabled(false);

bE.setEnabled(false);

bF.setEnabled(false);

b9.setEnabled(true);

b8.setEnabled(true);

b7.setEnabled(true);

b6.setEnabled(true);

b5.setEnabled(true);

b4.setEnabled(true);

b3.setEnabled(true);

b2.setEnabled(true);

b1.setEnabled(true);

b0.setEnabled(true);

String temp = "";

int j;

switch(jinzhi){

case 16: j = Integer.valueOf(tf.getText(),16);

temp = String.valueOf(j);break;

case 10: temp = tf.getText();

case 8: j = Integer.valueOf(tf.getText(),8);

temp = String.valueOf(j);break;

case 2: j = Integer.valueOf(tf.getText(),2);

temp = String.valueOf(j);break;

}

tf.setText(temp);

jinzhi = 10;

}

if(s.equals("八进制")){

bA.setEnabled(false);

bB.setEnabled(false);

bC.setEnabled(false);

bD.setEnabled(false);

bE.setEnabled(false);

bF.setEnabled(false);

b9.setEnabled(false);

b8.setEnabled(false);

b7.setEnabled(true);

b6.setEnabled(true);

b5.setEnabled(true);

b4.setEnabled(true);

b3.setEnabled(true);

b2.setEnabled(true);

b1.setEnabled(true);

b0.setEnabled(true);

Integer m = new Integer((tf.getText().trim()));

String temp = "";

int j;

switch(jinzhi){

case 16: j = Integer.valueOf(tf.getText(),16);

temp = Integer.toOctalString(j);

case 10: temp = Integer.toOctalString(m); break;

case 8: temp = tf.getText();

case 2: j = Integer.valueOf(tf.getText(),2);

temp = Integer.toOctalString(j); break;

}

tf.setText(temp);

jinzhi = 8;

}

if(s.equals("二进制")){

bA.setEnabled(false);

bB.setEnabled(false);

bC.setEnabled(false);

bD.setEnabled(false);

bE.setEnabled(false);

bF.setEnabled(false);

b9.setEnabled(false);

b8.setEnabled(false);

b7.setEnabled(false);

b6.setEnabled(false);

b5.setEnabled(false);

b4.setEnabled(false);

b3.setEnabled(false);

b2.setEnabled(false);

b1.setEnabled(true);

b0.setEnabled(true);

Integer n = new Integer((tf.getText().trim()));

String temp = "";

int j;

switch(jinzhi){

case 16: j = Integer.valueOf(tf.getText(),16);

temp = Integer.toBinaryString(j);

case 10: temp = Integer.toBinaryString(n); break;

case 8: j = Integer.valueOf(tf.getText(),8);

temp = Integer.toBinaryString(j); break;

case 2: temp = tf.getText(); break;

}

tf.setText(temp);

jinzhi = 2;

}

if(s.equals("标准型")){

p0.setVisible(true);

p1.setVisible(false);

p2.setVisible(true);

p3.setVisible(false);

jf.pack();

}

if(s.equals("科学型")){

p0.setVisible(true);

p1.setVisible(true);

p2.setVisible(true);

p3.setVisible(true);

jf.pack();

}

public class G{

public static void main(String[] args){

new Calculator();

}

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