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，培养同学们分析和解决实际问题的能力；
3. 通过对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，提高实践编程能力。
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环境中运行通过。
4. 程序功能使用说明
运行该程序后，参与运算的操作数可有鼠标点击相应按钮输入，也可有键盘输入，但操作符应有鼠标点击相应的按钮，当：
1.在简易计算中可以按照常规输入计算，基本无bug，“%”未设置其用途；
2.简易计算中，可以进行+、-、*、/、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 √ = 不能执行此操作！！
(9). 20 ! = 2432902008176640000
(10). -20 ! = 不能执行此操作！！
(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)
其他(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，根据使用者的需要可以在简易计算器中进行运算操作，若不能满足用户功能，可以选择使用科学计算器，具体操作与目前市面上的计算器差不多，用户还可以选择使用说明进行查看具体操作。由于时间及个人水平的问题，科学计算中还有很多功能未实现。
具体思路：用户输入（点击）某一数字或操作符，程序将自行判断是操作数还是操作符，
1. 若为一操作数的首次输入，则将显示区的“0”替换，若该操作数不为首次输入则将显示区的数字串接上此次输入的数字；
2. 若为操作符，将判断是否为带符号操作数，若是则保存符号，反之为纯操作符：若为二元操作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；若为一目操作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作，为下一次输入做准备；
4. 根据自己的理解画了下面的简单的流程图。
略
7.编码实现：
//package 计算器;
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加强大的科学计算</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;//存放操作数
static String opChar = "=";//存放操作符
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
//下面这条语句不好，不具有可移植性
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();//创建菜单栏
JMenu m1 = new JMenu("编辑");//创建菜单
JMenu m2 = new JMenu("操作");
JMenu m3 = new JMenu("帮助");
JMenuItem mi1c = new JMenuItem("复制", KeyEvent.VK_C);//创建菜单项
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();//创建菜单栏
JMenu m1 = new JMenu("编辑");
JMenu m2 = new JMenu("操作");
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); //如果加上此句，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 { //创建高级计算面板
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();//创建面板加载显示区文本框
ps.add(Calculat.show);
JPanel pbl = new JPanel();//创建面板加载按钮
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]);//创建按钮
}
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) { //创建按钮，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 {//操作基本等同于创建高级计算面板
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(".")) {//该命令为正操作数
if (Calculat.flag) { //若初次输入该操作数（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 {//命令为操作数为负数或操作符
if (Calculat.flag) {//初次输入
if (s.equals("-")) {//为负数
Calculat.show.setText(s);
Calculat.flag = false;
} else {//连续输入几个操作符
Calculat.opChar = s; ///
}
} else {//为操作符
calculate cal = new calculate();//创建计算类实例
double x = Double.parseDouble(Calculat.show.getText());//将输入的操作数转换为double型
cal.calopr1(x);//双目运算及处理单目运算的操作数
Calculat.opChar = s;//保存运算符
if (Calculat.opChar.equals("!") || Calculat.opChar.equals("√")//操作数必须为正的单目运算
|| Calculat.opChar.equals("n!")) {
if (Calculat.opNum < 0) {
Calculat.show.setText("不能执行此操作！！");
} else {
cal.calopr2((int) Calculat.opNum, Calculat.opChar);//单目运算
}
Calculat.opChar = "=";//保存符号为下一次运算做准备
} 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做准备
}
Calculat.flag = true;//设置标志为下一次运算做准备
}
}
}
}
class calculate {//计算处理
public void calopr1(double n) {//处理双目运算及单目运算的操作数
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：
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
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/135629/blog/53527