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前言
实验要求:
编辑 界面效果:
实现计算器类与方法:
前言
为完成数据结构实训课作业,而写的计算器。
实验要求:
界面效果:
实现计算器类与方法:
该计算器主要由三大类实现:Calculator,Calculate,以及Stack(老师要求自己写一个数据结构类型(我使用是链式存储));
Calculator类:我主要实现了界面的组件的定义,组合,以及添加事件监听器,以及AC,BaskSpace0,1,2等实现相关组件功能的实现。
代码实现:
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
public class Calculator {
//定义基本组件
JFrame frame=new JFrame("计算器");
JPanel p1=new JPanel();
JPanel p2=new JPanel();
JPanel p3=new JPanel();
TextArea ta=new TextArea(3,40);
TextArea showTa=new TextArea("历史记录\n",14,20);
//组装组件,并添加对应方法
public void init() {
//添加组件
p1.add(ta);
p3.add(showTa);
p2.setLayout(new GridLayout(5,4,4,4));
ActionListener actionListener=new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String command=e.getActionCommand();
ta.append(command);
}
};
p2.add(new JButton(new AbstractAction("AC") {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
ta.setText("");
}
}));//清空(计算器显示屏中的内容)
p2.add(new JButton(new AbstractAction("BackSpace") {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String s=ta.getText();
//如果ta中字符串长度不为0,则可以进行回撤;
if(s.length()!=0){
ta.setText(s.substring(0,s.length()-1));
}
}
}));
p2.add(actionBtn(new JButton("("),actionListener));
p2.add(actionBtn(new JButton(")"),actionListener));
for (int i = 7; i < 10; i++) {
p2.add(actionBtn(new JButton(i+""),actionListener));
}
p2.add(actionBtn(new JButton("+"),actionListener));
for(int i=4;i<=6;i++){
p2.add(actionBtn(new JButton(i+""),actionListener));
}
p2.add(actionBtn(new JButton("-"),actionListener));
for (int i=1;i<=3;i++){
p2.add(actionBtn(new JButton(""+i),actionListener));
}
p2.add(actionBtn(new JButton("x"),actionListener));
p2.add(actionBtn(new JButton("."),actionListener));
p2.add(actionBtn(new JButton("0"),actionListener));
p2.add(actionBtn(new JButton("/"),actionListener));
JButton btn_equal=new JButton(new AbstractAction("=") {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String s=ta.getText();
Calculate calculate=new Calculate();
String result=calculate.evaluate(s);
showTa.append(s+"="+result+"\n");
ta.setText(result);
}
});
//窗口内组件布局的设置
p2.add(btn_equal);
Box left_box=Box.createVerticalBox();
left_box.add(p1);
left_box.add(p2);
Box box=Box.createHorizontalBox();
box.add(left_box);
box.add(p3);
frame.add(box);
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//关闭计算器窗口
frame.pack();//设置窗口合适的大小
frame.setVisible(true);//显示窗口
}
public static void main(String[] args) {
// TODO 自动生成的方法存根
//调用init()方法
new Calculator().init();
}
//给按钮添加事件监听器
public JButton actionBtn(JButton btn,ActionListener actionListener){
btn.addActionListener(actionListener);
return btn;
}
}
Calculate类:本类也是代码最核心的地方,主要实现本项目最核心的部分,里面包含很多逻辑关系,利用栈的思想,实现计算器+,-,x,/,=,以及带有小数点,负数,与()(括号)等实现。代码中有很多值得被考虑:如:优先级问题,除法分母不为0等问题。都值得大家慢慢体会!!
代码实现:
import java.math.BigDecimal;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//import java.util.Stack;
public class Calculate {
public String evaluate(String express) {
String expression = express;
double calculate = 0;
try {
List<String> infixExpression = depositList(expression);//中缀表达式
List<String> calculateExpression = parsExpression(infixExpression);//后缀表达式
calculate = calculate(calculateExpression);
}catch (RuntimeException e){
return "error";
}
if (calculate==0){
return "0";
} else {
BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(String.format("%.12f",calculate));//去掉前面多余的零
String result = bigDecimal.toString();
if(result.indexOf(".")>0){
result = result.replaceAll("0+?$","");//去掉后面无用的零
result = result.replaceAll("[.]$","");//如小数点后面全是零去掉小数点
}
return result;
}
}
public static List<String> parsExpression(List<String> list) {//方法:将得到的中缀表达式对应的转换后缀表达式对应的List
//定义两个栈
Stack<String> s1 = new Stack<String>(); // 符号栈
List<String> s2 = new ArrayList<String>(); // 储存中间结果的Lists2
for(String item: list ) {
if(item.matches("^[1-9]\\d*\\.\\d*|0\\.\\d*[1-9]\\d*|[1-9]\\d*|0|-[1-9]\\d*\\.\\d*|-0\\.\\d*|-[1-9]\\d*$")) {//如果是一个数加入s2
s2.add(item);
} else if (item.equals("(")) {
s1.push(item);
} else if (item.equals(")")) {
while(!s1.peek().equals("(")) {//如果是右括号“)”,则依次弹出s1栈顶的运算符,并压入s2,直到遇到左括号为止,此时将这一对括号丢弃
s2.add(s1.pop());
}
s1.pop();//将 ( 弹出 s1栈, 消除小括号
} else {
while(s1.size() != 0 && operation.getValue(s1.peek()) >= operation.getValue(item) ) {
s2.add(s1.pop());
}
s1.push(item);
}
}
while(s1.size() != 0) { //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
s2.add(s1.pop());
}
return s2;
}
public static List<String> depositList(String s) {
List<String> list = new ArrayList<String>();//定义一个List,存放中缀表达式 对应的内容
int i = 0;
String str;
char c;
do {
boolean isMinus = false;
if ((c=s.charAt(i))=='-'){
if (i==0 || s.charAt(i-1)=='('){
isMinus=true;
}
}
if(((c=s.charAt(i)) < 48 || (c=s.charAt(i)) > 57) && !isMinus) {
list.add("" + c);
i++;
} else {
str = ""; //先将str 置成"" '0'[48]->'9'[57]
do {
str += c;
i++;
}while(i < s.length() && (((c=s.charAt(i)) >= 48 && (c=s.charAt(i)) <= 57) || (c=s.charAt(i)) == '.'));
list.add(str);
}
}while(i < s.length());
return list;
}
public static double calculate(List<String> list) {
Stack<String> stack = new Stack<String>();// 创建栈
for (String item : list) {
if (item.matches("^[1-9]\\d*\\.\\d*|0\\.\\d*[1-9]\\d*|[1-9]\\d*|0|-[1-9]\\d*\\.\\d*|-0\\.\\d*|-[1-9]\\d*$")) { //使用正则表达式匹配多位数
stack.push(item);
} else {
double num2 = Double.parseDouble(stack.pop()); // pop出两个数,并运算, 再入栈,如果空就赋值为零是为了让负数也能算
double num1 = Double.parseDouble(stack.pop());
double res = 0;
if (item.equals("+")) {
res = num1 + num2;
} else if (item.equals("-")) {
res = num1 - num2;
} else if (item.equals("x")) {
res = num1 * num2;
} else if (item.equals("/")&&num2!=0) {
res = num1 / num2;
} else {
throw new RuntimeException("运算符有误");
}
stack.push("" + res);
}
}
return Double.parseDouble(stack.pop());
}
}
//编写一个类 Operation 可以返回一个运算符 对应的优先级
class operation {
private static int Add = 1;
private static int Sub = 1;
private static int Mul = 2;
private static int Div = 2;
//写一个方法,返回对应的优先级数字
public static int getValue(String operation) {
int result = 0;
switch (operation) {
case "+":
result = Add;
break;
case "-":
result = Sub;
break;
case "x":
result = Mul;
break;
case "/":
result = Div;
break;
default:
break;
}
return result;
}
}
Stack类:该类是最底层的东西,主要通过结点链式存储方法写出的类,该类在Java.util包下就已经有该方法的实现,但在这我本人是为了完成老师的要求,才加上去的。
代码实现:
public class Stack<T> {
//记录首结点
private Node head;
//栈中元素的个数
private int N;
public Stack() {
head = new Node(null, null);
N = 0;
}
//判断当前栈中元素个数是否为0
public boolean isEmpty() {
return N == 0;
}
//把t元素压入栈
public void push(T t) {
Node oldNext = head.next;
Node node = new Node(t, oldNext);
head.next = node;
//个数+1
N++;
}
//弹出栈顶元素
public T pop() {
Node oldNext = head.next;
if (oldNext == null) {
return null;
}
//删除首个元素
head.next = head.next.next;
//个数-1
N--;
return oldNext.item;
}
public T peek(){
if(!isEmpty()){
return head.next.item;
}
return null;
}
//获取栈中元素的个数
public int size() {
return N;
}
private class Node {
public T item;
public Node next;
public Node(T item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}
}
这篇文章到这也达到尾声了,谢谢大家阅览!最后也希望大家能够试试这计算器的功能