java课程设计 科学计算器

目录

1 课设任务及要求 (1)

1.1课设任务： (1)

1.2创新要求： (1)

1.3设计要求 (1)

2 需求分析 (2)

2.1 设计背景 (2)

2.2 开发的技术及功能 (2)

3 设计思路 (3)

4 详细设计 (4)

4.1功能实现： (4)

4.4 程序设计过程 (6)

5 系统调试 (6)

5.1 运行调试 (6)

6 参考文献 (7)

附录 (8)

1 课设任务及要求

1.1课设任务：

⑴、设计的计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法以及取余运算（可以进行浮点数和负数的运算）；

⑵、有求倒数、退格和清零功能。

1.2创新要求：

能进行正切、余弦，以及求平方根、指数（包括对e）、自然对数运算。

1.3设计要求

①设计的计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法和取余运算。且有小数点、正负号、求倒数、退格和清零功能。

②课程设计可选用Eclipse、JBuilder、NetBeans等作为开发平台以提高开发效率，通过资料查阅和学习尽可能熟练掌握其中一种集成开发环境。

③认真按时完成课程设计报告，课程设计报告内容包括：设计任务与要求、需求分析、设计思路、详细设计、运行调试与分析讨论和设计体会与小结六个部分。

2 需求分析

2.1 设计背景

设计这个计算器主要是参考Windows操作系统中自带的计算器，由于编者水平和时间的限制，不能将计算器设计到科学型及其他更复杂的类型，在设计过程中还参考了一些其他的优秀设计。但本计算器除了常用的加减乘除（可以进行浮点和负数运算）这些基本运算外，还有求余、求倒、退格、清零，甚至还能进行一些复杂科学的运算，比如余弦（cos）、正切（tan）、指数运算（pow）、自然对数运算（log）、求平方根（sqrt）以及对e的指数运算（exp），并且还能进行连续运算。总体上说来，本计算器设计简单，代码很少，程序很小，但功能却很强大，这是同类计算器所不具备的。

2.2 开发的技术及功能

本课程设计是要做一个图形界面的计算器，其界面主要是由swing组件中的控件构成。程序实现了计算器的基本功能有：加、减、乘、除基本算术运算（可以进行浮点和负数运算）和sin、cos、tan等三角函数求值运算，同时能进行指数运算和自然对数运算，还有求倒数、退格和清零功能。

3 设计思路

⑴、本应用程序继承自框架类（JFrame），容器Container c采用BorderLayout 边缘布局，将单行文本框加入到“North”区域，包含各种按钮的面板JPanel p加入到”Center”区域。包含各种按钮的面板JPanel p 采用3行6列的网格布局，然后将数字按钮和运算符按钮以及控制按钮用一个for循环添加到面板中同时注册按钮事件监听器。如：

Button b=new Button();

b.addActionListener(事件监听器)；

⑵、事件监听器中的事件处理方法void actionPerformed(ActionEvent evt)完成主要的按钮事件的处理。事件处理分以下几种情况：数字按钮事件（”0”，”1”，”2”…”8”，”9”）、运算符按钮事件（”+”，”－“，”*”，”/”，”%”）、正负号按钮事件（”+/-“）、小数点按钮事件（”.”）、等号按钮事件（”＝”）、求倒按钮事件（”求倒”）、退格按钮事件（”退格”）、清除按钮事件(“C”) 、正切（tan）、余弦（cos），以及求平方根（sqrt）、指数（pow）、对e的指数（exp）、对数运算（log）。

⑶、在事件处理，触发按钮事件时，先判断是或是数字是或是“-/+”是或是“.”，是的话就将负号“-”、数字、小数点“.”分别写入文本框并存放在sum中，然后判断是或是“退格”、“求倒”等，是的话进行相应的处理，都不是的话则跳到doOperation()执行运算同时将运算符存放在preOperater 中。触发按钮事件时，要进一步分析，是重新开始计算时触发的按钮事件还是计算中间触发的按钮事件。

⑷、计算器完成的是一个数学表达式，如：3＋2，所以可以采用一个数组来存储数字或字符，如3，＋，2分别存储在数组中，最后运算时，可以一一取出来进行运算。

⑸、利用按钮设计计算器的各个运算符和操作符，通过按钮的事件处理实现按钮计算功能。

⑹、利用文本框显示操作数和运算结果。

4 详细设计

4.1功能实现：

①加减乘除求余以及指数运算

②其他运算

Ⅰ、求平方根

Ⅱ、对数运算

Ⅲ、余弦运算

Ⅳ、正切运算

Ⅴ、e的指数运算

Ⅵ、倒数运算

③主要方法说明

public cos(double x) //求x的余弦函数

public tan (double x) //求x的正切函数

public sqrt(double x) //求x的平方根

public log (double x) //求x的自然对数运算public exp (double x) //求e的x次幂

public pow (double a，double b) //求a的b次幂public daoshu (double x) //求x的倒数

④程序流程图

4.4 程序设计过程

设计过程：

（1）确定计算器函数功能和界面布局；

（2）设置框架，注册监听事件，编写方法；

（3）调试运行；

（4）改写应用程序，生成APPLET

5 系统调试

5.1 运行调试

计算器界面如下：

经过调试后运行，计算器界面与windows自带的计算器风格基本一致实现了预期的效果；

输入数据进行验证，各项函数功能实现均正常。

6 参考文献

[1]丁振凡《Java语言使用教程》. 北京邮件大学出版社，2006.9

[2] 丁振凡《Java语言使用教程实验指导》. 北京邮件大学出版社，2006.9

[3] Bruce Eckel 《Java编程思想》. 机械工业出版社 2007.6

[4]耿祥义《JAVA2实用教程》.清华大学出版社 2009.5

附录

程序代码如下：

Appalication 如下：

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;

import javax.swing.event.*;

import https://www.360docs.net/doc/6618985076.html,ng.*;

import java.text.*;

import java.math.BigInteger;

public class Calculator implements ActionListener

{

//动作监听接口

JFrame frame; //框架

JTextField textShow; //文本行

JPanel panel, panel1, panel2, panel3; //面板

JButton buttonBk, buttonCe, buttonC;

JButton button[];

JButton Dot,AddAndSub, Add, Sub, Mul, Div, Mod,Sqrt, Dao, Equal,zhengxian,yuxian,jiecheng,duishu;

JMenuBar mainMenu; //主菜单，子菜单,菜单项

JMenu editMenu, viewMenu ;

JMenuItem copyItem, pasteItem, tItem, sItem;

DecimalFormat prec; //用于设置数据输出精度 49，67

boolean clickable; //用于控制当前能否按键

double vard, result; //用来保存double型数据的中间值(vard)

和最后结果(result)

int key = -1,prekey = -1; //key用来保存当前进行何种运算,prekey

用来保存前次进行何种运算

String copy; //做复制,粘贴用

//构造函数

public Calculator()

{

clickable = true;

result = 0;

frame = new JFrame("计算器—应用非师范");

prec=new DecimalFormat("0.######"); //设置数据输出精度(对

于double型值)

textShow = new JTextField(15);

textShow.setText("");

textShow.setHorizontalAlignment(textShow.RIGHT);

textShow.setEditable(false);

textShow.setBackground(new Color(255, 255, 255));

panel = new JPanel();

frame.getContentPane().add(panel);

panel1 = new JPanel();

panel2 = new JPanel();

panel.setLayout(new BorderLayout());

//菜单设置

mainMenu = new JMenuBar();

editMenu = new JMenu("编辑(E)");

viewMenu = new JMenu("查看(V)");

copyItem = new JMenuItem("复制(C) Ctrl+C");

copyItem.addActionListener(this);

pasteItem= new JMenuItem("粘贴(P) Ctrl+V");

pasteItem.addActionListener(this);

editMenu.add(copyItem);

editMenu.add(pasteItem);

tItem = new JMenuItem("★精简型科学计算器");

tItem.addActionListener(this);

sItem = new JMenuItem( "☆开发团队");

sItem.addActionListener(this);

viewMenu.add(tItem);

viewMenu.add(sItem);

mainMenu.add(editMenu);

mainMenu.add(viewMenu);

panel.add(mainMenu, BorderLayout.NORTH);

panel.add(textShow, BorderLayout.CENTER);

panel.add(panel1, BorderLayout.SOUTH);

panel1.setLayout(new BorderLayout());

buttonBk = new JButton("Backspace");

buttonBk.setForeground(new Color(255, 0, 0));

buttonCe = new JButton("CE");

buttonCe.setForeground(new Color(255, 0, 0));

buttonC = new JButton("C");

buttonC.setForeground(new Color(255, 0, 0));

buttonBk.addActionListener(this);

buttonCe.addActionListener(this);

buttonC.addActionListener(this);

panel1.add(panel2, BorderLayout.NORTH);

panel2.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.RIGHT));

panel2.add(buttonBk);

panel2.add(buttonCe);

panel2.add(buttonC);

panel3 = new JPanel();

panel1.add(panel3, BorderLayout.CENTER);

button = new JButton[14];

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

{

button[i] = new JButton(Integer.toString(i));

button[i].setForeground(new Color(22, 22, 255)); }

Dot = new JButton(".");

Dot.setForeground(new Color(0, 0, 255));

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

AddAndSub.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Add = new JButton("+");

Add.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Sub = new JButton("-");

Sub.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Mul = new JButton("*");

Mul.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Div = new JButton("/");

Div.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Mod = new JButton("%");

Mod.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Sqrt = new JButton("sqrt");

Sqrt.setForeground(new Color(0, 0, 255));

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

Dao.setForeground(new Color(0, 0, 255));

Equal = new JButton("=");

Equal.setForeground(new Color(0, 0, 255));

jiecheng = new JButton("n!");

jiecheng.setForeground(new Color(0, 0, 255));

zhengxian = new JButton("sin");

zhengxian.setForeground(new Color(0, 0, 255));

yuxian= new JButton("cos");

yuxian.setForeground(new Color(0, 0, 255));

duishu = new JButton("log");

duishu.setForeground(new Color(0, 0, 255));

//将所有行为与监听绑定

panel3.setLayout(new GridLayout(4, 6,6,6)); //

panel3.add(button[7]);

button[7].addActionListener(this);

panel3.add(button[8]);

button[8].addActionListener(this);

panel3.add(button[9]);

button[9].addActionListener(this);

panel3.add(Div);

Div.addActionListener(this);

Sqrt.addActionListener(this);

panel3.add(zhengxian); zhengxian.addActionListener(this);

panel3.add(button[4]);

button[4].addActionListener(this);

panel3.add(button[5]);

button[5].addActionListener(this);

panel3.add(button[6]);

button[6].addActionListener(this);

panel3.add(Mul);

Mul.addActionListener(this);

panel3.add(Mod);

Mod.addActionListener(this);

panel3.add(yuxian);

yuxian.addActionListener(this);

panel3.add(button[1]);

button[1].addActionListener(this);

panel3.add(button[2]);

button[2].addActionListener(this);

panel3.add(button[3]);

button[3].addActionListener(this);

panel3.add(Sub);

Sub.addActionListener(this);

Dao.addActionListener(this);

panel3.add(jiecheng);

jiecheng.addActionListener(this);

panel3.add(button[0]);

button[0].addActionListener(this);

panel3.add(AddAndSub);

AddAndSub.addActionListener(this);

panel3.add(Dot);

Dot.addActionListener(this);

panel3.add(Add);

Add.addActionListener(this);

panel3.add(Equal);

Equal.addActionListener(this);

panel3.add(duishu);

duishu.addActionListener(this);

frame.setDefaultCloseOperation(frame.EXIT_ON_CLOSE);

frame.pack();

frame.show();

}

//设置各个按钮的动作

public static int calc(int n)

{

int ret =1;// BigInteger.ONE;

for (Integer i= 2; i<=n; i++)

{

ret = ret*i;//.multiply(new BigInteger(i.toString())); }

return ret;

}

public void actionPerformed(ActionEvent event)

{

boolean sign = false; //判断是否是double型数参与运算，是为true，不是为false

Object temp = event.getSource();

try {

//如果按下数字按钮，将按下的按钮代表的数据插入的当前文本框字符串之后

for (int i = 0; i <= 9; i++)

if (temp == button[i] && clickable == true)

textShow.setText(textShow.getText() + Integer.toString(i));

//按下'.'按钮时，判断当前文本框内字符串中含不含'.'，如果已含，则不允许再插入'.'

if (temp == Dot && clickable == true) {

boolean isDot = false;

if (textShow.getText().length() == 0)

isDot = true;

for (int i = 0; i < textShow.getText().length(); i++) if ('.' == textShow.getText().charAt(i)) {

isDot = true;

break;

}

if (isDot == false)

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

}

if ( (temp == Add || temp == Sub || temp == Mul ||

temp == Div) && clickable == true) {

//'+'操作

if (temp == Add) {

switch (prekey) {

case 0:

result += Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 1:

result -= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 2:

result *= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 3:

if (Double.parseDouble(textShow.getText()) == 0) { textShow.setText("除数不能为零");

clickable = false;

}

else

result /= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

default:

result = Double.parseDouble(textShow.getText());

}

textShow.setText("");

prekey = key = 0;

}

//'-'操作

if (temp == Sub) {

switch (prekey) {

case 0:

result += Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 1:

result -= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 2:

result *= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 3:

if (Double.parseDouble(textShow.getText()) == 0) { textShow.setText("除数不能为零");

clickable = false;

}

else

result /= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

default:

result = Double.parseDouble(textShow.getText());

}

textShow.setText("");

prekey = key = 1;

}

//'*'操作

if (temp == Mul) {

switch (prekey) {

case 0:

result += Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 1:

result -= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 2:

result *= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 3:

if (Double.parseDouble(textShow.getText()) == 0) { textShow.setText("除数不能为零");

clickable = false;

}

else

result /= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

default:

result = Double.parseDouble(textShow.getText());

}

textShow.setText("");

prekey = key = 2;

}

//'/'操作

if (temp == Div) {

switch (prekey) {

case 0:

result += Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 1:

result -= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 2:

result *= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

case 3:

if (Double.parseDouble(textShow.getText()) == 0) { textShow.setText("除数不能为零");

clickable = false;

}

else

result /= Double.parseDouble(textShow.getText());

break;

default:

result = Double.parseDouble(textShow.getText());

}

textShow.setText("");

prekey = key = 3;

}

}

//'='操作

if (temp == Equal && clickable == true) {

//如果连续按'=',则进行连续运算

if (prekey == 5) {

if (key == 0) {

result += vard;

textShow.setText(prec.format(result));

}

if (key == 1) {

result -= vard;

textShow.setText(prec.format(result));

}

if (key == 2) {

result *= vard;

textShow.setText(prec.format(result));

}

if (key == 3) {

if (Double.parseDouble(textShow.getText()) == 0) { textShow.setText("除数不能为零");

clickable = false;

}

else {

result /= vard;

textShow.setText(prec.format(result));

}

}

}

else {

vard = Double.parseDouble(textShow.getText());

if (key == 0) {

prekey = -1;

result += Double.parseDouble(textShow.getText());

textShow.setText(prec.format(result));

}

if (key == 1) {

prekey = -1;

result -= Double.parseDouble(textShow.getText());

textShow.setText(prec.format(result));

}

if (key == 2) {

prekey = -1;

result *= Double.parseDouble(textShow.getText());