java 科学计算器,用java编写一个科学计算器

　　00-1010介绍实现过程和代码1。界面设计2。栈，中缀到后缀3。判断错误4。后缀表达式5的计算。事件侦听器的完整代码摘要。

　　00-1010这个设计是一个有33个按钮的科学计算器。你可以计算加、减、乘、除、根号、阶乘、幂、百分号、对数和三角函数。

　　00-1010点击按钮可以得到一个算术表达式，而且是字符串类型。然后你需要做的就是把这个字符串转换成计算机可计算的形式。这里需要使用中缀表达式将其转换为后缀表达式。转换完成后，通过堆栈逐步进行输出和计算，最后输出结果。

目录

　　00-1010设计效果如图：

　　从图中可以看出，一共设计了两个文本框和33个按钮(这里的布局直接用setBounds()方法设计。因为如果使用布局管理器不方便达到想要的效果)。

　　设计时请注意以下几点：

　　1.不能直接给JFrame添加按钮和文本框，因为如果使用JFrame.setLayout(null)的话，面板上会有问题，看不到任何东西或者其他东西。因此，建议创建一个JPanel，并将JPanel的setLayout()设置为null。将按钮和文本框添加到JPanel，然后将JPanel添加到JFrame。不会有问题的。JFrame的布局管理器默认为流式布局，位置是中心区域。

　　2.设计完长度后，宽度通常需要再加15个像素，高度需要再加35个像素。否则，一些按钮将不可见。如果我的初衷是设计一个宽600高400的面板，其实是

　　jFrame.setSize(614，437)；下面是我设计的界面代码：

　　Private JFrame jFrame=new JFrame(计算器)；//设置字体，是否加粗，大小为Private Fontuiiresource f=New Fontuiiresource( Lishu ，1，20)；private fontuiiresource f1=new fontuiiresource(正则脚本，0，35)；private JPanel JPanel=new JPanel()；private int buttonx=100private int buttony=50private int yy=50//两个文本框private jtextfield jtextfield 1=new jtextfield( 0 ，30)；PrivateJTextField JTextField 2=New JTextField( main()中需要输入，30)；私有字符串str=“”；私有字符串temp=“”；private int indexYN=0；private string[]string={ (，)， 1/x ，x^2，x^3，x^y， x！，， e ， ln ， log ， % ， sin ， cos ， tan ，，=， 7 ， 8 ， 9 ， 0 ，-， 4 ， 5 ， 6 ，，、 * 、 1 、 2 、 3 、 c 、 1 }；//33 Buttons Private JButton[]Buttons=New JButton[33]；public void loAsi(){ int TEP=0；for(int I=0；i3；I){ for(int j=0；j 6；j){ buttons[TEP]=new JButton(strings[TEP])；按钮[步骤]。set font(f)；按钮[步骤]。setFocusable(false)；} } for(int I=0；i3；I){ for(int j=0；j 5；j){ buttons[TEP]=new JButton(strings[TEP])；

　　 buttons[tep].setFont(f); buttons[tep++].setFocusable(false); } } int lo = 0; for (int i = 0; i < 2; i++) { for (int j = 0; j < 6; j++) { buttons[lo++].setBounds(buttonx * j, yy * (2 + i), buttonx, buttony); } } for (int i = 0; i < 5; i++) { buttons[lo++].setBounds(buttonx * i, yy * 4, buttonx, buttony); } buttons[lo++].setBounds(buttonx * 5, yy * 4, buttonx, buttony * 4); for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 5; j++) { buttons[lo++].setBounds(buttonx * j, yy * (5 + i), buttonx, buttony); } } jTextField1.setBounds(0, yy, 600, yy);//设置位置 jTextField1.setFont(f1);设置字体 jTextField1.setHorizontalAlignment(JLabel.RIGHT);//文本靠右 jTextField1.setEditable(false);//不可修改 jTextField1.setBackground(Color.WHITE);//颜色为白色 jTextField2.setBounds(0, 0, 600, yy); jTextField2.setFont(f1); jTextField2.setHorizontalAlignment(JLabel.RIGHT); jTextField2.setEditable(false); jTextField2.setBackground(Color.WHITE); } public void initButton(){//把按钮添加到jPanel中 this.loAsi(); jPanel.add(jTextField1); jPanel.add(jTextField2); for (int i = 0; i < buttons.length; i++) { jPanel.add(buttons[i]); } jPanel.setLayout(null);//布局管理器为空，自定义设计 } public void init(){ this.initButton(); this.buttonLister(); jFrame.add(jPanel);//把jPanel添加到jFrame中 jFrame.setSize(614, 437);//jFrame的长宽 jFrame.setResizable(false);//大小不可修改 jFrame.setLocationRelativeTo(null);//位置为显示器的正中间 //窗口监听器，点右上角的关闭就关闭窗口 //可以不写，应为JFrame默认的就可以关闭，不需要写事件监听器。如果是Frame的话需要写。 jFrame.addWindowListener(new WindowAdapter() { @Override public void windowClosing(WindowEvent e) { System.exit(0); } }); jFrame.setVisible(true);//设置面板可见 }

2.栈，中缀转后缀

我总共设计了12种运算符：（+, -, * , /, ^, !, g, l, o, s, c, t）分别是加，减，乘，除，次方，阶乘，开根号，，对数ln, 对数log2, sin, cos, tane是Math.E, p是Math.PI, %是直接乘以0.001

　　把中缀表达式转换为后缀表达式。例如：

　　中缀表达式：1+2*3+(l2+3)/2

　　后缀表达式为：123*+23+2/+

　　后缀表达式的运算步骤是：

1.16+23+2/+2.723+2/+3.752/+4.7 2.5+5.9.5

 

　　

代码如下：

private List<String> zhongZhui(String str) {//把输入的字符串转换成中缀表达式。存入list中 int index = 0; List<String> list = new ArrayList<>(); do{ char ch = str.charAt(index); if("+-*/^!logsct()".indexOf(str.charAt(index)) >= 0){ //是操作符，直接添加至list中 index ++; list.add(ch+""); }else if (str.charAt(index) == e str.charAt(index) == p){ index ++; list.add(ch+""); } else if("0123456789".indexOf(str.charAt(index)) >= 0){ //是数字,判断多位数的情况 String str1 = ""; while (index < str.length() && "0123456789.".indexOf(str.charAt(index)) >= 0){ str1 += str.charAt(index); index ++; } list.add(str1); } }while (index < str.length()); return list; } public List<String> houZhui(List<String> list){//中缀表达式转换称后缀表达式 Stack<String> fuZhan = new Stack<>(); List<String> list2 = new ArrayList<>(); if (!list.isEmpty()) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) { if (isNumber(list.get(i))){ list2.add(list.get(i)); } else if (list.get(i).charAt(0) == (){ fuZhan.push(list.get(i)); } else if (isOperator(list.get(i)) && list.get(i).charAt(0) != (){ if (fuZhan.isEmpty()){ fuZhan.push(list.get(i)); } else {//符栈不为空 if (list.get(i).charAt(0) != )){ if (adv(fuZhan.peek()) <= adv(list.get(i))){ //入栈 fuZhan.push(list.get(i)); } else {//出栈 while (!fuZhan.isEmpty() && !"(".equals(fuZhan.peek())){ if(adv(list.get(i)) <= adv(fuZhan.peek())){ list2.add(fuZhan.pop()); } } if (fuZhan.isEmpty() fuZhan.peek().charAt(0) == (){ fuZhan.push(list.get(i)); } } } else if (list.get(i).charAt(0) == )){ while (fuZhan.peek().charAt(0) != (){ list2.add(fuZhan.pop()); } fuZhan.pop(); } } } } while (!fuZhan.isEmpty()){ list2.add(fuZhan.pop()); } } else { jTextField1.setText(""); } return list2; } public static boolean isOperator(String op){//判断是否为操作符 if ("0123456789.ep".indexOf(op.charAt(0)) == -1) { return true; } else { return false; } } public static boolean isNumber(String num){//判断是否为操作数 if ("0123456789ep".indexOf(num.charAt(0)) >= 0) { return true; } else { return false; } } public static int adv(String f){//判断操作符的优先级 int result = 0; switch(f) { case "+": result = 1; break; case "-": result = 1; break; case "*": result = 2; break; case "/": result = 2; break; case "^": result = 3; break; case "!": result = 4; break; case "g": result = 4; break; case "l": result = 4; break; case "o": result = 4; break; case "s": result = 4; break; case "c": result = 4; break; case "t": result = 4; break; } return result; }

3.判断错误

下面是一些我能想到的一些输入错误和运算错误：

//当只有一位字符时，只能是0123456789ep中的一个//1.第一个字符只能为"losctg(0123456789ep"中的一个//2.±/后面只能是"0123456789losctg(ep"中的一个//3.".后面只能是0123456789中的一个//4.!"后面只能是±/^)中的一个//5."losctg"后面只能是0123456789(ep中的一个//6."0"的判断操作//1.当0的上一个字符不为"0123456789."时，后一位只能是±/.!^)中的一个//2.如果0的上一位为.,则后一位只能是0123456789±/.^)中的一个//3.如果0到上一个运算符之间没有.的话，整数位第一个只能是123456789，// 且后一位只能是0123456789±/.!^)中的一个。//4.如果0到上一个运算符之间有一个.的话,则后一位只能是0123456789±/.^)中的一个//7."123456789"后面只能是0123456789±/.!^)中的一个//8."(后面只能是0123456789locstg()ep中的一个//9.)"后面只能是±/!^)中的一个//10.最后一位字符只能是0123456789!)ep中的一个//12.不能有多个.//13."ep"后面只能是±*/^)中的一个除数不能为0阶乘必须为自然数ln的x必须大于0log的x必须大于0tan的x不能为±(π/2 + kπ)括号是否匹配

 

　　

代码如下：

public void estimate(){//判断输入是否错误 int i = 0; if (str.length() == 0){ } if (str.length() == 1){ //当只有一位字符时，只能是“0123456789ep”中的一个 if ("0123456789ep".indexOf(str.charAt(0)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } } if (str.length() > 1){ for (i = 0; i < str.length() - 1; i++) { //1.第一个字符只能为"losctg(0123456789ep"中的一个 if ("losctg(0123456789ep".indexOf(str.charAt(0)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //2.“+-*/”后面只能是"0123456789losctg(ep"中的一个 if ("+-*/".indexOf(str.charAt(i)) >= 0 && "0123456789losctg(ep".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //3."."后面只能是“0123456789”中的一个 if (str.charAt(i) == . && "0123456789".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //4."!"后面只能是“+-*/^)”中的一个 if (str.charAt(i) == ! && "+-*/^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //5."losctg"后面只能是“0123456789(ep”中的一个 if ("losctg".indexOf(str.charAt(i)) >= 0 && "0123456789(ep".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //6."0"的判断操作 if (str.charAt(0) == 0 && str.charAt(1) == 0){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } if (i >= 1 && str.charAt(i) == 0){ //&& str.charAt(0) == 0 && str.charAt(1) == 0 int m = i; int n = i; int is = 0; //1.当0的上一个字符不为"0123456789."时，后一位只能是“+-*/.!^)”中的一个 if ("0123456789.".indexOf(str.charAt(m - 1)) == -1 && "+-*/.!^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //2.如果0的上一位为“.”,则后一位只能是“0123456789+-*/.^)”中的一个 if (str.charAt(m - 1) == . && "0123456789+-*/.^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } n -= 1; while (n > 0){ if ("(+-*/^glosct".indexOf(str.charAt(n)) >= 0){ break; } if (str.charAt(n) == .){ is++; } n--; } //3.如果0到上一个运算符之间没有“.”的话，整数位第一个只能是“123456789”， // 且后一位只能是“0123456789+-*/.!^)”中的一个。 if ((is == 0 && str.charAt(n) == 0) "0123456789+-*/.!^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //4.如果0到上一个运算符之间有一个“.”的话,则后一位只能是“0123456789+-*/.^)”中的一个 if (is == 1 && "0123456789+-*/.^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } if (is > 1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } } //7."123456789"后面只能是“0123456789+-*/.!^)”中的一个 if ("123456789".indexOf(str.charAt(i)) >= 0 && "0123456789+-*/.!^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //8."("后面只能是“0123456789locstg()ep”中的一个 if (str.charAt(i) == ( && "0123456789locstg()ep".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //9.")"后面只能是“+-*/!^)”中的一个 if (str.charAt(i) == ) && "+-*/!^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //10.最后一位字符只能是“0123456789!)ep”中的一个 if ("0123456789!)ep".indexOf(str.charAt(str.length() - 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } //12.不能有多个“.” if (i > 2 && str.charAt(i) == .){ int n = i - 1; int is = 0; while (n > 0){ if ("(+-*/^glosct".indexOf(str.charAt(n)) >= 0){ break; } if (str.charAt(n) == .){ is++; } n--; } if (is > 0){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } } //13."ep"后面只能是“+-*/^)”中的一个 if ("ep".indexOf(str.charAt(i)) >= 0 && "+-*/^)".indexOf(str.charAt(i + 1)) == -1){ jTextField1.setText("输入错误！"); indexYN = 1; } } } }

4.计算后缀表达式

代码如下：

public double math(List<String> list2) {//通过后缀表达式进行计算 Stack<String> stack = new Stack<String>(); for (int i = 0; i < list2.size(); i++) { if (isNumber(list2.get(i))) { if (list2.get(i).charAt(0) == e){ stack.push(String.valueOf(Math.E)); } else if (list2.get(i).charAt(0) == p){ stack.push(String.valueOf(Math.PI)); } else { stack.push(list2.get(i)); } } else if (isOperator(list2.get(i))){ double res = 0; if (list2.get(i).equals("+")) { double num2 = Double.parseDouble(stack.pop()); double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = num1 + num2; } else if (list2.get(i).equals("-")) { double num2 = Double.parseDouble(stack.pop()); double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = num1 - num2; } else if (list2.get(i).equals("*")) { double num2 = Double.parseDouble(stack.pop()); double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = num1 * num2; } else if (list2.get(i).equals("/")) { double num2 = Double.parseDouble(stack.pop()); double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); if (num2 != 0){ res = num1 / num2; } else { jTextField1.setText("除数不能为0"); indexYN = 1; } } else if (list2.get(i).equals("^")) { double num2 = Double.parseDouble(stack.pop()); double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = Math.pow(num1, num2); } else if (list2.get(i).equals("!")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); if (num1 == 0 num1 == 1){ res = 1; } else if (num1 == (int)num1 && num1 > 1){ int d = 1; for (int j = (int)num1; j >0; j--) { d *= j; } res = d; } else { jTextField1.setText("阶乘必须为自然数"); indexYN = 1; } } else if (list2.get(i).equals("g")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = Math.sqrt(num1); } else if (list2.get(i).equals("l")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); if (num1 > 0){ res = Math.log(num1); } else { jTextField1.setText("ln的x必须大于0"); indexYN = 1; } } else if (list2.get(i).equals("o")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); if (num1 > 0){ res = Math.log(num1) / Math.log(2); } else { jTextField1.setText("log的x必须大于0"); indexYN = 1; } } else if (list2.get(i).equals("s")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = Math.sin(num1); } else if (list2.get(i).equals("c")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); res = Math.cos(num1); } else if (list2.get(i).equals("t")) { double num1 = Double.parseDouble(stack.pop()); if (Math.cos(num1) != 0){ res = Math.tan(num1); } else { jTextField1.setText("tan的x不能为+-(π/2 + kπ)"); indexYN = 1; } } stack.push("" + res); } } if (indexYN == 0){ if (!stack.isEmpty()){ return Double.parseDouble(stack.pop()); } else { return 0; } } else { return -999999; } } public void zhanDui(){//进行计算，并且判断括号是否匹配 String khao = ""; int leftkh = 0; int rightkh = 0; int m = 0; //判断括号是否成对 for (int i = 0; i < str.length(); i++) { if (str.charAt(i) == (){ khao += (; leftkh++; } if (str.charAt(i) == )){ khao += ); rightkh++; } } if (leftkh != rightkh){ jTextField1.setText("输入错误！括号不匹配"); indexYN = 1; } if ((leftkh == 0 && rightkh == 0) ((leftkh == rightkh && leftkh > 0) && khao.charAt(0) == ( && khao.charAt(khao.length() - 1) == ))){ if (indexYN == 0){ List<String> list1 = zhongZhui(str); //System.out.println(list1); List<String> list2 = houZhui(list1); //System.out.println(list2); if (indexYN == 0){ if (math(list2) == -999999){ jTextField1.setText(jTextField1.getText()); } else { jTextField1.setText(String.valueOf(math(list2))); jTextField2.setText(String.valueOf(math(list2))); jTextField2.setText(String.valueOf(math(list2))); } } } } else { jTextField1.setText("输入错误！括号不匹配"); indexYN = 1; } }

5.事件监听器

因为设置了33个按钮，所以每个按钮都要设计事件监听器，我设置的目的是把点中的按钮的值写入到文本框中输出，并且把它代表的数值或者操作符存放到字符串中，以便于进行中缀转后缀和运算。

　　代码如下：

public void buttonLister(){//事件监听器 int tep = 0; buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "("); str += "("; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + ")"); str += ")"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "1/"); str += "1/"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "^2"); str += "^2"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "^3"); str += "^3"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "^"); str += "^"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "!"); str += "!"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "√"); str += "g"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "e"); str += "e"; //str += "2.7182818284590452354"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "ln"); str += "l"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "log"); str += "o"; } }); buttons[tep++].addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { jTextField1.setText(jTextField1.getText() + "%"); str += "*0.01";&n      

	  




	  
	  
	  
	  
	  
        
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