Java仿windows自带的计算器-课程设计

时间 2019-11-09

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一段尘封已久的代码，当年的课程设计。《java程序设计》课程设计报告
课题名称：GUI计算器设计
1. 课程设计题目
   基于GUI的计算器设计
2. 课程设计目的
1. 巩固和加深课堂所学知识；
2. 将课本上的理论知识和实际应用有机的结合起来，培养同窗们分析和解决实际问题的能力；
3. 经过对java语言程序代码的阅读、修改、设计，理解和掌握复杂的java语言应用程序的编程，提升实践编程能力。
3. 程序运行环境及开发工具
    本程序在Windows XP的PC机上利用Jbuilder9.0的软件开发实现，在Windows XP平台上Jbuilder9.0及Eclipse环境中运行经过。
4. 程序功能使用说明
运行该程序后，参与运算的操做数可有鼠标点击相应按钮输入，也可有键盘输入，但操做符应有鼠标点击相应的按钮，当：
1.在简易计算中能够按照常规输入计算，基本无bug，“%”未设置其用途；
2.简易计算中，能够进行+、-、*、/、乘方(^)、开方(√)及阶乘(!)运算；
3.科学计算中有许多功能为实现，主要能进行加、减、乘、除、乘方、开方、幂、开n次方、倒数、阶乘、ln、e的x次幂、三角函数等高级运算；
4.例如：
(1).         1     +     9     =     10
(2).         25   +     -8    =     17
(3).         98   -      35   =     63
(4).         96   *     2     =     192
(5).         96   /      4     =     24
(6).         4     ^     3     =     64
(7).         100 √          =     10
(8).         -9    √          =     不能执行此操做！！
(9).         20   !             =     2432902008176640000
(10).       -20 !             =     不能执行此操做！！
(11).       0     !             =     1
(12).       8     ln           =     2.0794415416798357
(13).       2     Exp        =     7.38905609893065
(14).       8     x^y 3     =     512
(15).       20   x^2        =     400
(16).       100 n！     = 93326215443944152681699238856266700490715968264381621468592963895217599993229915608941463976156518286253697920827223758251185210916864000000000000000000000000
(17).       30 sin = 0.49999999999999994(0.5)   (求sin30度)
其余(cos,tan)依次类推；
(18).1/x计算有bug；
(19).       3     x√ 8     =     2     (求8开3次方)；
(20).       95   Mod      10   =     5     (95对10求余)
5. 关键算法与技术：
       1.大数阶乘；
       2.界面切换；
       3.GirdLayout布局管理器的使用；
       4.事件响应；
       5.匿名内部类的使用；
       6.
6. 设计思路：
     本程序采用模块化设计，调试方便，程序的可读性好。在老师的指导下，由主程序启动简易计算器，根据使用者的须要能够在简易计算器中进行运算操做，若不能知足用户功能，能够选择使用科学计算器，具体操做与目前市面上的计算器差很少，用户还能够选择使用说明进行查看具体操做。因为时间及我的水平的问题，科学计算中还有不少功能未实现。
具体思路：用户输入（点击）某一数字或操做符，程序将自行判断是操做数仍是操做符，
1.      若为一操做数的首次输入，则将显示区的“0”替换，若该操做数不为首次输入则将显示区的数字串接上这次输入的数字；
2.      若为操做符，将判断是否为带符号操做数，如果则保存符号，反之为纯操做符：若为二元操做符就将显示区的字符串转化为双精度数；若为等号就进行计算结果并显示结果；若为一目操做符就进行相应的一目运算并显示结果；
3.      进行相应的初始化操做，为下一次输入作准备；
4.      根据本身的理解画了下面的简单的流程图。
略
7.编码实现：
//package 计算器;java

package org.csmn.app;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
import java.io.*;
import java.math.*;
import java.util.*;

/**
 * <p>Title: 用户应用界面计算器</p>
 * <p>Description: 包含简易计算与功能更增强大的科学计算</p>
 * <p>Copyright: Copyright (c) 2008</p>
 * <p>Company: </p>
 * @author  车水码农
 * @version 1.0
 */
public class Calculat {
	static JTextField show;//设置输入区，显示区
	static double opNum = 0;//存放操做数
	static String opChar = "=";//存放操做符
	static boolean flag = true;//设置标志

	public static void main(String[] args) {
		new EasyFrame();//产生首界面——简易计算器
	}
}

class EasyFrame { //构建简易计算器框架界面
	static JFrame frame;

	public EasyFrame() {
		frame = new JFrame("简易计算器");
		Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//设置图标
		//下面这条语句很差，不具备可移植性
		Image image = kit.getImage("D:\\jbproject\\netTest\\src\\nettest\\1471.jpg");
		frame.setIconImage(image);
		frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {//响应关闭事件
			public void windowClosing(WindowEvent e) {
				System.exit(0);
			}
		});
		JMenuBar mb = new JMenuBar();//建立菜单栏
		JMenu m1 = new JMenu("编辑");//建立菜单
		JMenu m2 = new JMenu("操做");
		JMenu m3 = new JMenu("帮助");
		JMenuItem mi1c = new JMenuItem("复制", KeyEvent.VK_C);//建立菜单项
		JMenuItem mi1v = new JMenuItem("粘贴", KeyEvent.VK_V);
		JMenuItem mi21 = new JMenuItem("基本计算");
		JMenuItem mi22 = new JMenuItem("科学计算");
		JMenuItem mi31 = new JMenuItem("使用说明");
		JMenuItem mi32 = new JMenuItem("About...");
		frame.setJMenuBar(mb);//添加菜单到窗口
		mb.add(m1);
		mb.add(m2);
		mb.add(m3);
		m1.add(mi1c);
		m1.add(mi1v);
		m2.add(mi21);
		m2.add(mi22);
		m3.add(mi31);
		m3.add(mi32);
		/*菜单项监听事件 */
		mi1c.addActionListener(new MenuItemListener());//监听复制
		mi1v.addActionListener(new MenuItemListener());//监听粘贴
		mi22.addActionListener(new MenuItemListener());
		mi31.addActionListener(new MenuItemListener());
		mi32.addActionListener(new MenuItemListener());
		Container cp = frame.getContentPane();//获取内容窗格
		cp.add(new easyCalPanel());//将简易计算器面板加入到框架中
		frame.setSize(280, 250);
		//frame.pack();//将框架设置合适的大小
		frame.setVisible(true);//设置框架可见
	}
}

class AdvanceFrame { //构建高级计算器框架界面
	static JFrame frame;

	public AdvanceFrame() {
		frame = new JFrame("科学计算器");
		Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//设置图标
		Image image = kit.getImage("D:\\jbproject\\netTest\\src\\nettest\\1471.jpg");
		frame.setIconImage(image);
		JMenuBar mb = new JMenuBar();//建立菜单栏
		JMenu m1 = new JMenu("编辑");
		JMenu m2 = new JMenu("操做");
		JMenu m3 = new JMenu("帮助");
		JMenuItem mi1c = new JMenuItem("复制", KeyEvent.VK_C);
		JMenuItem mi1v = new JMenuItem("粘贴", KeyEvent.VK_V);
		JMenuItem mi21 = new JMenuItem("基本计算");
		JMenuItem mi22 = new JMenuItem("科学计算");
		JMenuItem mi31 = new JMenuItem("使用说明");
		JMenuItem mi32 = new JMenuItem("About...");
		frame.setJMenuBar(mb);//添加菜单栏
		mb.add(m1);
		mb.add(m2);
		mb.add(m3);//添加菜单
		m1.add(mi1c);
		m1.add(mi1v);
		m2.add(mi21);
		m2.add(mi22);
		m3.add(mi31);
		m3.add(mi32);
		mi1c.addActionListener(new MenuItemListener());//监听复制
		mi1v.addActionListener(new MenuItemListener());//监听粘贴
		mi21.addActionListener(new MenuItemListener());//监听简易计算
		mi31.addActionListener(new MenuItemListener());//监听使用说明
		mi32.addActionListener(new MenuItemListener());//监听关于
		Container cp = frame.getContentPane();//获取框架的内容窗格
		cp.add(new AdvanceCalPanel());//添加高级计算面板
		frame.pack();//设置适当的大小
		frame.setVisible(true);//可见
		frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {//响应关闭按钮
			public void windowClosing(WindowEvent e) {
				System.exit(0);
			}
		});
	}
}

class MenuItemListener implements ActionListener {//响应菜单事件
	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		if ("基本计算".equals(e.getActionCommand())) {
			new EasyFrame();//切换到简易计算器窗口
			AdvanceFrame.frame.setVisible(false);
		} else if ("科学计算".equals(e.getActionCommand())) {
			new AdvanceFrame();//切换到高级计算界面
			EasyFrame.frame.setVisible(false);
		} else if ("复制".equals(e.getActionCommand())) {
			//
		} else if ("粘贴".equals(e.getActionCommand())) {
			//
		} else if ("使用说明".equals(e.getActionCommand())) {
			try {
				FileInputStream fis = new FileInputStream("使用说明.txt");
				InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
				BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
				JTextArea helpArea = new JTextArea(15, 48);
				//helpArea.enable(false);
				helpArea.setEditable(false);
				helpArea.setDisabledTextColor(Color.black);
				JScrollPane scroll = new JScrollPane(helpArea);
				String s;
				while ((s = br.readLine()) != null) {
					helpArea.append(s);
					helpArea.append("\n");
				}
				JOptionPane.showMessageDialog(null, scroll, "帮助主题", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);
				br.close();
			} catch (IOException ex) {
				ex.printStackTrace();
			}
			//System.exit(0);   //若是加上此句，当关掉JOptionPane时就会关掉JFrame;
		} else if (e.getActionCommand().equals("About...")) {
			JTextArea aboutArea = new JTextArea();
			aboutArea.setText("版权拥有者：车水码农\n开发时间：2008-12-16\n");
			JOptionPane.showMessageDialog(null, aboutArea, "关于 计算器", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);
		}
	}
}

class AdvanceCalPanel extends JPanel { //建立高级计算面板
	private static final long serialVersionUID = 2696716054985506500L;

	public AdvanceCalPanel() {
		setLayout(new BorderLayout());//设置布局方式
		Calculat.show = new JTextField("0", 27);//显示文本区
		Calculat.show.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 16));//设置字体
		Calculat.show.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);//设置光标位置
		JPanel ps = new JPanel();//建立面板加载显示区文本框
		ps.add(Calculat.show);
		JPanel pbl = new JPanel();//建立面板加载按钮
		pbl.setLayout(new GridLayout(10, 5, 1, 1));//设置按钮面板的布局
		pbl.setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());//设置边框
		//pbr.setLayout(new GridLayout(5,6,1,2));
		//pbr.setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());
		String[] larr = { //按钮
		"Sta", "F-E", "(", ")", "MC", "clr", "Avg", "dms", "Exp", "ln", "MR",
				"Dec", "Sum", "sin", "x^y", "log", "MS", "Bin", "E(x)", "cos",
				"x^2", "n!", "M+", "Oct", "D(x)", "tan", "x√", "1/x", "PI",
				"Hex", "D", "E", "F", "/", "Mod", "And", "A", "B", "C", "*",
				"Or", "Xor", "7", "8", "9", "-", "Lsh", "Not", "4", "5", "6",
				"+", "Int", "shift", "1", "2", "3", ".", "0", "=" };
		for (int i = 0; i < larr.length; i++) {
			addButton(pbl, larr[i]);//建立按钮
		}
		setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());//设置边框
		add(pbl, BorderLayout.CENTER);//分别添加两面板到框架中
		add(ps, BorderLayout.NORTH);
	}

	private void addButton(Container c, String s) { //建立按钮，加入到面板并监听按钮事件
		JButton bt = new JButton(s);
		c.add(bt);
		bt.addActionListener(new buttonListener());
	}
}

class easyCalPanel extends JPanel {//操做基本等同于建立高级计算面板
	private static final long serialVersionUID = 3224376138339105930L;

	public easyCalPanel() {
		setLayout(new BorderLayout());
		Calculat.show = new JTextField("0", 17);
		Calculat.show.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 18));
		Calculat.show.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
		JPanel ps = new JPanel();
		ps.add(Calculat.show);
		JPanel pb = new JPanel();
		pb.setLayout(new GridLayout(5, 4, 1, 1));
		pb.setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());
		String bts = "%^√!789/456*123-0.=+";
		for (int i = 0; i < bts.length(); i++) {
			addButton(pb, bts.substring(i, i + 1));
		}
		add(pb, BorderLayout.CENTER);
		add(ps, BorderLayout.NORTH);
	}

	private void addButton(Container c, String s) {
		JButton bt = new JButton(s);
		bt.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 18));//设置字体
		c.add(bt);
		bt.addActionListener(new buttonListener());
	}
}

class buttonListener implements ActionListener {//响应按钮事件

	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		String s = e.getActionCommand();//获取命令
		if ('0' <= s.charAt(0) && s.charAt(0) <= '9' || s.equals(".")) {//该命令为正操做数
			if (Calculat.flag) { //若初次输入该操做数（如：输入“123”中的“1”）
				Calculat.show.setText(s);
			} else {
				//（如：输入“123”中的"2"或"3"）
				Calculat.show.setText(Calculat.show.getText() + s);
			}
			Calculat.flag = false;//修改标志
		} else {//命令为操做数为负数或操做符
			if (Calculat.flag) {//初次输入
				if (s.equals("-")) {//为负数
					Calculat.show.setText(s);
					Calculat.flag = false;
				} else {//连续输入几个操做符
					Calculat.opChar = s; ///
				}
			} else {//为操做符
				calculate cal = new calculate();//建立计算类实例
				double x = Double.parseDouble(Calculat.show.getText());//将输入的操做数转换为double型
				cal.calopr1(x);//双目运算及处理单目运算的操做数
				Calculat.opChar = s;//保存运算符
				if (Calculat.opChar.equals("!") || Calculat.opChar.equals("√")//操做数必须为正的单目运算
						|| Calculat.opChar.equals("n!")) {
					if (Calculat.opNum < 0) {
						Calculat.show.setText("不能执行此操做！！");
					} else {
						cal.calopr2((int) Calculat.opNum, Calculat.opChar);//单目运算
					}
					Calculat.opChar = "=";//保存符号为下一次运算作准备
				} else if (Calculat.opChar.equals("1/x")
						|| Calculat.opChar.equals("x^2")
						|| Calculat.opChar.equals("ln")
						|| Calculat.opChar.equals("log")
						|| Calculat.opChar.equals("sin")
						|| Calculat.opChar.equals("cos")
						|| Calculat.opChar.equals("tan")
						|| Calculat.opChar.equals("Exp")) {//普通单目运算
					cal.calopr2((int) Calculat.opNum, Calculat.opChar);//单目运算
					Calculat.opChar = "=";//保存符号为下一次运算作准备
				}
				Calculat.flag = true;//设置标志为下一次运算作准备
			}
		}
	}
}

class calculate {//计算处理
	public void calopr1(double n) {//处理双目运算及单目运算的操做数
		String str = "";
		if (Calculat.opChar.equals("+")) {
			Calculat.opNum += n;
		} else if (Calculat.opChar.equals("-")) {
			Calculat.opNum -= n;
		} else if (Calculat.opChar.equals("*")) {
			Calculat.opNum *= n;
		} else if (Calculat.opChar.equals("/")) {
			if (n == 0) {
				str = "除数为0！！！";
			} else {
				Calculat.opNum /= n;
			}
		} else if (Calculat.opChar.equals("^") || Calculat.opChar.equals("x^y")) {
			Calculat.opNum = Math.pow(Calculat.opNum, n);
		} else if (Calculat.opChar.equals("x√")) {
			Calculat.opNum = Math.pow(n, 1 / Calculat.opNum);
		} else if (Calculat.opChar.equals("=")) {
			Calculat.opNum = n;
		} else if (Calculat.opChar.equals("Mod")) {
			Calculat.opNum = Math.abs(Math.IEEEremainder(Calculat.opNum, n));
		}
		Calculat.show.setText(str + Calculat.opNum);
	}

	public void calopr2(int n, String opChar) { //处理单目运算
		if (opChar.equals("!") || opChar.equals("n!")) {
			Calculat.show.setText(new Factorial().factorial((int) Calculat.opNum).toString());
		} else if (opChar.equals("√")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.sqrt(n));
		} else if (opChar.equals("1/x")) {
			Calculat.show.setText("" + (1.0 / n));
		} else if (opChar.equals("x^2")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.pow(n, 2));
		} else if (opChar.equals("ln")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.log(n));
		} else if (opChar.equals("log")) {
			//Calculat.show.setText("" + Math.log10(n));
		} else if (opChar.equals("sin")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.sin(Math.toRadians(n)));
		} else if (opChar.equals("cos")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.cos(Math.toRadians(n)));
		} else if (opChar.equals("tan")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.tan(Math.toRadians(n)));
		} else if (opChar.equals("Exp")) {
			Calculat.show.setText("" + Math.exp(n));
		}
	}
}

class Factorial { //计算大数阶乘
	protected static ArrayList<BigInteger> table = new ArrayList<BigInteger>();
	static {
		table.add(BigInteger.valueOf(1));
	}

	/** Creates a new instance of factorial */
	public static synchronized BigInteger factorial(int x) {
		if (x < 0) {
			throw new IllegalArgumentException("x must be non-negative.");
		}
		for (int size = table.size(); size <= x; size++) {
			BigInteger lastfact = (BigInteger) table.get(size - 1);
			BigInteger nextfact = lastfact.multiply(BigInteger.valueOf(size));
			table.add(nextfact);
		}
		return (BigInteger) table.get(x);
	}
}

8.程序运行结果截图：算法

参考文献：
[ 1 ]. 幸运帏等编著. Java程序设计(第二版). 北京：清华大学出版社，2006.8
[ 2 ]. 葛朝军等编著. java2使用培训教程. 北京：清华大学出版社，2005.1编程