Java課設(shè)案例之百行代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器
一、 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
1、 設(shè)計(jì)背景
伴隨著日益升高的物質(zhì)生活水平以及日常生活中對(duì)基本的計(jì)算需求的提高。如今，網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，對(duì)算力的需求日益增大，計(jì)算的效率和性能和人們的生活緊密相關(guān)。對(duì)此，使用Java語言開發(fā)出一個(gè)為人們生活帶來便利的計(jì)算器，以期帶來對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算的提高。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)的加、減、乘、除的運(yùn)算。
2、 開發(fā)工具及環(huán)境
（1）開發(fā)工具及介紹
Visual Studio Code（簡(jiǎn)稱“VS Code” ）是Microsoft在2015年4月30日Build開發(fā)者大會(huì)上正式宣布一個(gè)運(yùn)行于 Mac OS X、Windows和 Linux 之上的，針對(duì)于編寫現(xiàn)代Web和云應(yīng)用的跨平臺(tái)源代碼編輯器， [2] 可在桌面上運(yùn)行，并且可用于Windows，macOS和Linux。它具有對(duì)JavaScript，TypeScript和Node.js的內(nèi)置支持，并具有豐富的其他語言（例如C++，C＃，Java，Python，PHP，Go）和運(yùn)行時(shí)（例如.NET和Unity）擴(kuò)展的生態(tài)系統(tǒng)。
（2）開發(fā)環(huán)境：window10系統(tǒng)、Visual Studio Code1.67.2、JDK17.0.2。
二、 相關(guān)工作
1、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
使用Java Swing的GUI圖形用戶界面編程設(shè)計(jì)編寫一個(gè)簡(jiǎn)易的計(jì)算器，加入事件監(jiān)聽器可以通過鼠標(biāo)輸入?yún)⒓舆\(yùn)算的數(shù)值和運(yùn)算符，達(dá)到四則運(yùn)算的目的。
2、功能需求
圖形化用戶界面，設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易計(jì)算器，用戶通過鼠標(biāo)依次輸入?yún)⑴c計(jì)算的數(shù)值和運(yùn)算符，進(jìn)行四則運(yùn)算，具體如下：
（1） 鼠標(biāo)單擊“計(jì)算器”上的數(shù)字按鈕（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）累次可以設(shè)置參與運(yùn)算的數(shù)值
（2） 鼠標(biāo)單擊“計(jì)算器”上的運(yùn)算符按鈕（+、-、*、/）選擇運(yùn)算符同時(shí)，保存之前的數(shù)，并情況輸入欄，以便后續(xù)輸入。
（3） 鼠標(biāo)單擊“計(jì)算器”上的“=”按鈕，輸出運(yùn)算的結(jié)果。
（4） 鼠標(biāo)單擊“計(jì)算器”上的“clear”按鈕，可以清除輸入框內(nèi)的數(shù)字。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一個(gè)簡(jiǎn)易的計(jì)算器，主要由界面組件、組件事件監(jiān)聽器以及處理程序組成，如圖2-1。實(shí)現(xiàn)其功能具體可分如下幾個(gè)步驟：
（1） 創(chuàng)建Java項(xiàng)目（此版本為17.0.2的JDK）
（2） 創(chuàng)建框架、面板以及初始化
（3） 創(chuàng)建UI組件，并將其添加到相應(yīng)面板中
（4） 注冊(cè)監(jiān)聽器、添加事件響應(yīng)邏輯
（5） 計(jì)算邏輯實(shí)現(xiàn)
三、 設(shè)計(jì)原理
1、包和類的說明
package start;\保存主要功能實(shí)現(xiàn)代碼的包
package util;\保存常量的包
public class Const\自定義保存常量的類
public class calculator \自定義實(shí)現(xiàn)計(jì)算器主要功能的類
2、簡(jiǎn)易計(jì)算器的源代碼清單
①導(dǎo)入組件
package start; import javax.swing.*; import util.Const; import java.awt.*; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener;
②創(chuàng)建Const類的部分代碼
public class Const {
public static final int FRAME_W = 300;//得到窗體中心點(diǎn)
public static final int FRAME_H = 300;
public static final int SCREEN_W = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width;
public static final int SCREEN_H = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height;
public static final int Frame_X = (SCREEN_W-FRAME_W)/2;
public static final int Frame_Y = (SCREEN_H-FRAME_H)/2;
public static final String TITLE = "計(jì)算器";
}③calculator類中的部分代碼
public class calculator extends JFrame implements ActionListener{
/**********************北面的控件***********************/
private JPanel jp_north = new JPanel();
private JTextField input_text = new JTextField();
private JButton c_Btn = new JButton("Clear");
/**********************中間的控件***********************/
private JPanel jp_center = new JPanel();
public calculator() throws HeadlessException{//顯示窗體
this.init();
this.addNorthComponent();
this.addCenterButton();
}
//初始化的方法
public void init(){
this.setTitle(Const.TITLE);
this.setSize(Const.FRAME_W, Const.FRAME_H);
this.setLayout(new BorderLayout());
this.setResizable(false);
this.setLocation(Const.Frame_X,Const.Frame_Y);//設(shè)置框架在屏幕的位置
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//設(shè)置關(guān)閉鍵
}
//主方法
public static void main(String[] args) {
calculator Calculator = new calculator();
Calculator.setVisible(true);
}
}④添加控件和按鈕的代碼
//添加北面的控件
public void addNorthComponent(){
this.input_text.setPreferredSize(new Dimension(200,30));//設(shè)置文本框大小
jp_north.add(input_text);//加文本框
this.c_Btn.setForeground(Color.RED);//設(shè)置按鈕顏色
jp_north.add(c_Btn);//加按鈕
c_Btn.addActionListener(new ActionListener(){
public void actionPerformed(ActionEvent e){
input_text.setText("");
}
});
this.add(jp_north,BorderLayout.NORTH);//將面板加到框架北側(cè)
}
//添加中間按鈕
public void addCenterButton(){
String btn_text = "123+456-789*0.=/";
String regex = "[\\+\\-*/.=]";//正則表達(dá)式
this.jp_center.setLayout(new GridLayout(4,4));//4*4的布局
for(int i=0;i<16;i++){//在面板中加按鈕
String tmp = btn_text.substring(i,i+1);
JButton btn = new JButton();
btn.setText(tmp);//給按鈕加文字
if(tmp.matches(regex)){//如果正則匹配
btn.setFont(new Font("粗體",Font.BOLD,20));
btn.setForeground(Color.RED);
}
btn.addActionListener(this);//添加按鈕監(jiān)聽器
jp_center.add(btn);
}
this.add(jp_center,BorderLayout.CENTER);//將面板加載框架布局的中間位置
}⑤添加事件監(jiān)聽器和邏輯運(yùn)算代碼
private String firstInput = null;
private String operator = null;
//給按鈕添加監(jiān)聽事件
public void actionPerformed(ActionEvent e){
String clickStr = e.getActionCommand();
if(".0123456789".indexOf(clickStr)!=-1){//數(shù)字輸入
this.input_text.setText(input_text.getText() + clickStr);
this.input_text.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
}
else if(clickStr.matches("[\\+\\-*/]{1}")){//運(yùn)算符輸入
operator = clickStr;
firstInput = this.input_text.getText();
this.input_text.setText("");
}
else if(clickStr.equals("=")){//等號(hào)輸入
Double a = Double.valueOf(firstInput);
Double b = Double.valueOf(this.input_text.getText());
Double res = null;
switch (operator){//運(yùn)算主體
case "+":
res = a + b;
break;
case "-":
res = a - b;
break;
case "*":
res = a * b;
break;
case "/":
if(b!=0){
res = a/b;
}
else{
this.input_text.setText("除數(shù)不能為0！請(qǐng)清空！");
}
break;
}
this.input_text.setText(res.toString());
}
}四、 實(shí)現(xiàn)結(jié)果
1、程序界面
簡(jiǎn)易計(jì)算器運(yùn)行界面，如圖3-1所示。
圖3-1 計(jì)算器運(yùn)行界面
2、測(cè)試用例
（1）清除當(dāng)前輸入的數(shù)值，例如：計(jì)算7+23，輸出結(jié)果為30.0。
（2）清除當(dāng)前輸入的數(shù)值，例如：計(jì)算7-23，輸出結(jié)果為-16.0。
（3）清除當(dāng)前輸入的數(shù)值，例如：計(jì)算7*23，輸出結(jié)果為161.0。
（4）清除當(dāng)前輸入的數(shù)值，例如：計(jì)算7/23，輸出結(jié)果為0.30434782608695654。
3、運(yùn)行結(jié)果
（1）輸入7和23，進(jìn)行加法運(yùn)算，如圖3-2、圖3-3和圖3-4所示。下面只輸出結(jié)果。
圖3-2 輸入 7
圖 3-3 輸入 23
圖3-4 結(jié)果顯示為 30.0
（2）輸入7和23，進(jìn)行減法運(yùn)算，如圖3-5所示。
圖3-5 “7-23”結(jié)果顯示為 -16.0
（3）輸入7和23，進(jìn)行乘法運(yùn)算，如圖3-6所示
圖3-6 “7*3”結(jié)果顯示為161.9
（4）輸入7和23，進(jìn)行除法運(yùn)算，如圖3-7所示。
圖3-7“7/23”結(jié)果顯示為0.30434782608695654
五、 設(shè)計(jì)心得
從我的角度出發(fā)，課設(shè)的目的在于使學(xué)生養(yǎng)成綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生在實(shí)際場(chǎng)景下能力的具體訓(xùn)練和考察過程。伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)今計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在生活中可以說是處處都有。
在課程設(shè)計(jì)過程中我遇到許多的問題，通過網(wǎng)上的查詢，和同學(xué)的熱心幫助，最終我成功的完成了這次課程設(shè)計(jì)。在這其中我充分理解了Java面對(duì)對(duì)象的特性，并體會(huì)到Java與C\C++語言的不同之處。只有多動(dòng)手，經(jīng)常編寫程序，才能發(fā)現(xiàn)我們學(xué)習(xí)上的缺陷和自己的不足，并在實(shí)踐中解決這些問題，不斷提高自己轉(zhuǎn)化知識(shí)的能力。通過本課程的設(shè)計(jì)，我了解到理論與實(shí)踐的結(jié)合非常重要，簡(jiǎn)單的理論知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有將所獲得的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，從理論中得出結(jié)論，才能真正服務(wù)于社會(huì)，發(fā)展我的實(shí)踐技能和能力。 這次編寫的程序大部分功能是通過調(diào)用各包中的方法和類來實(shí)現(xiàn)的，這也讓我充分理解了包和類之間的關(guān)系。
由于這次編寫的程序是我初次使用Java編寫，會(huì)遇到很多小問題，比如說:如何保存輸入的數(shù)字和下一個(gè)數(shù)進(jìn)行加、減、乘、除運(yùn)算。此次課程設(shè)計(jì)讓我們更了解Java中的圖形用戶界面和它的編程方式。在完成課題的過程中，查閱了很多關(guān)于Java語言開發(fā)的資料，不斷地充實(shí)了自己，學(xué)習(xí)到了很多以前沒有學(xué)習(xí)到的知識(shí)，收獲頗多。Java 計(jì)算器設(shè)計(jì)使得我們對(duì)所學(xué)的課程有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，使得知識(shí)得到了鞏固和提高。
今后，我將會(huì)繼續(xù)努力；我相信，只要有信心，有毅力，人永遠(yuǎn)不會(huì)被打??！
完整源碼
package util;
import java.awt.*;
public class Const {
public static final int FRAME_W = 300;//得到窗體中心點(diǎn)
public static final int FRAME_H = 300;
public static final int SCREEN_W = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width;
public static final int SCREEN_H = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height;
public static final int Frame_X = (SCREEN_W-FRAME_W)/2;
public static final int Frame_Y = (SCREEN_H-FRAME_H)/2;
public static final String TITLE = "計(jì)算器";
}package start;
import javax.swing.*;
import util.Const;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
public class calculator extends JFrame implements ActionListener{
/**********************北面的控件***********************/
private JPanel jp_north = new JPanel();
private JTextField input_text = new JTextField();
private JButton c_Btn = new JButton("Clear");
/**********************中間的控件***********************/
private JPanel jp_center = new JPanel();
public calculator() throws HeadlessException{//顯示窗體
this.init();
this.addNorthComponent();
this.addCenterButton();
}
//初始化的方法
public void init(){
this.setTitle(Const.TITLE);
this.setSize(Const.FRAME_W, Const.FRAME_H);
this.setLayout(new BorderLayout());
this.setResizable(false);
this.setLocation(Const.Frame_X,Const.Frame_Y);//設(shè)置框架在屏幕的位置
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//設(shè)置關(guān)閉鍵
}
//添加北面的控件
public void addNorthComponent(){
this.input_text.setPreferredSize(new Dimension(200,30));//設(shè)置文本框大小
jp_north.add(input_text);//加文本框
this.c_Btn.setForeground(Color.RED);//設(shè)置按鈕顏色
jp_north.add(c_Btn);//加按鈕
c_Btn.addActionListener(new ActionListener(){
public void actionPerformed(ActionEvent e){
input_text.setText("");
}
});
this.add(jp_north,BorderLayout.NORTH);//將面板加到框架北側(cè)
}
//添加中間按鈕
public void addCenterButton(){
String btn_text = "123+456-789*0.=/";
String regex = "[\\+\\-*/.=]";//正則表達(dá)式
this.jp_center.setLayout(new GridLayout(4,4));//4*4的布局
for(int i=0;i<16;i++){//在面板中加按鈕
String tmp = btn_text.substring(i,i+1);
JButton btn = new JButton();
btn.setText(tmp);//給按鈕加文字
if(tmp.matches(regex)){//如果正則匹配
btn.setFont(new Font("粗體",Font.BOLD,20));
btn.setForeground(Color.RED);
}
btn.addActionListener(this);//添加按鈕監(jiān)聽器
jp_center.add(btn);
}
this.add(jp_center,BorderLayout.CENTER);//將面板加載框架布局的中間位置
}
private String firstInput = null;
private String operator = null;
//給按鈕添加監(jiān)聽事件
public void actionPerformed(ActionEvent e){
String clickStr = e.getActionCommand();
if(".0123456789".indexOf(clickStr)!=-1){//數(shù)字輸入
this.input_text.setText(input_text.getText() + clickStr);
this.input_text.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
}
else if(clickStr.matches("[\\+\\-*/]{1}")){//運(yùn)算符輸入
operator = clickStr;
firstInput = this.input_text.getText();
this.input_text.setText("");
}
else if(clickStr.equals("=")){//等號(hào)輸入
Double a = Double.valueOf(firstInput);
Double b = Double.valueOf(this.input_text.getText());
Double res = null;
switch (operator){//運(yùn)算主體
case "+":
res = a + b;
break;
case "-":
res = a - b;
break;
case "*":
res = a * b;
break;
case "/":
if(b!=0){
res = a/b;
}
else{
this.input_text.setText("除數(shù)不能為0！請(qǐng)清空！");
}
break;
}
this.input_text.setText(res.toString());
}
}
//主方法
public static void main(String[] args) {
calculator Calculator = new calculator();
Calculator.setVisible(true);
}
}總結(jié)
到此這篇關(guān)于Java課設(shè)案例之百行代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java簡(jiǎn)易計(jì)算器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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