java课程设计科学计算器.docx
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java课程设计科学计算器
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Containerc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JPanelp加入到”Center”区域。
包含各种按钮的面板JPanelp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：
Buttonb=newButton（）;
b.addActionListener（事件监听器）；
⑵、事件监听器中的事件处理方法voidactionPerformed（ActionEventevt）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
publiccos（doublex）//求x的余弦函数
publictan（doublex）//求x的正切函数
publicsqrt（doublex）//求x的平方根
publiclog（doublex）//求x的自然对数运算
publicexp（doublex）//求e的x次幂
publicpow（doublea，doubleb）//求a的b次幂
publicdaoshu（doublex）//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]BruceEckel《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：
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
importjavax.swing.*;
importjavax.swing.event.*;
importjava.lang.*;
importjava.text.*;
importjava.math.BigInteger;
publicclassCalculatorimplementsActionListener
{
//动作监听接口
JFrameframe;//框架
JTextFieldtextShow;//文本行
JPanelpanel,panel1,panel2,panel3;//面板
JButtonbuttonBk,buttonCe,buttonC;
JButtonbutton[];
JButtonDot,AddAndSub,Add,Sub,Mul,Div,Mod,Sqrt,Dao,Equal,zhengxian,yuxian,jiecheng,duishu;
JMenuBarmainMenu;//主菜单，子菜单,菜单项
JMenueditMenu,viewMenu;
JMenuItemcopyItem,pasteItem,tItem,sItem;
DecimalFormatprec;//用于设置数据输出精度49，67
booleanclickable;//用于控制当前能否按键
doublevard,result;//用来保存double型数据的中间值（vard）和最后结果（result）
intkey=-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
Stringcopy;//做复制,粘贴用
//构造函数
publicCalculator（）
{
clickable=true;
result=0;
frame=newJFrame（"计算器—应用非师范"）;
prec=newDecimalFormat（"0.######"）;//设置数据输出精度（对于double型值）
textShow=newJTextField（15）;
textShow.setText（""）;
textShow.setHorizontalAlignment（textShow.RIGHT）;
textShow.setEditable（false）;
textShow.setBackground（newColor（255,255,255））;
panel=newJPanel（）;
frame.getContentPane（）.add（panel）;
panel1=newJPanel（）;
panel2=newJPanel（）;
panel.setLayout（newBorderLayout（））;
//菜单设置
mainMenu=newJMenuBar（）;
editMenu=newJMenu（"编辑（E）"）;
viewMenu=newJMenu（"查看（V）"）;
copyItem=newJMenuItem（"复制（C）Ctrl+C"）;
copyItem.addActionListener（this）;
pasteItem=newJMenuItem（"粘贴（P）Ctrl+V"）;
pasteItem.addActionListener（this）;
editMenu.add（copyItem）;
editMenu.add（pasteItem）;
tItem=newJMenuItem（"★精简型科学计算器"）;
tItem.addActionListener（this）;
sItem=newJMenuItem（"☆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（newBorderLayout（））;
buttonBk=newJButton（"Backspace"）;
buttonBk.setForeground（newColor（255,0,0））;
buttonCe=newJButton（"CE"）;
buttonCe.setForeground（newColor（255,0,0））;
buttonC=newJButton（"C"）;
buttonC.setForeground（newColor（255,0,0））;
buttonBk.addActionListener（this）;
buttonCe.addActionListener（this）;
buttonC.addActionListener（this）;
panel1.add（panel2,BorderLayout.NORTH）;
panel2.setLayout（newFlowLayout（FlowLayout.RIGHT））;
panel2.add（buttonBk）;
panel2.add（buttonCe）;
panel2.add（buttonC）;
panel3=newJPanel（）;
panel1.add（panel3,BorderLayout.CENTER）;
button=newJButton[14];
for（inti=0;i{
button[i]=newJButton（Integer.toString（i））;
button[i].setForeground（newColor（22,22,255））;
}
Dot=newJButton（"."）;
Dot.setForeground（newColor（0,0,255））;
AddAndSub=newJButton（"+/-"）;
AddAndSub.setForeground（newColor（0,0,255））;
Add=newJButton（"+"）;
Add.setForeground（newColor（0,0,255））;
Sub=newJButton（"-"）;
Sub.setForeground（newColor（0,0,255））;
Mul=newJButton（"*"）;
Mul.setForeground（newColor（0,0,255））;
Div=newJButton（"/"）;
Div.setForeground（newColor（0,0,255））;
Mod=newJButton（"%"）;
Mod.setForeground（newColor（0,0,255））;
Sqrt=newJButton（"sqrt"）;
Sqrt.setForeground（newColor（0,0,255））;
Dao=newJButton（"1/x"）;
Dao.setForeground（newColor（0,0,255））;
Equal=newJButton（"="）;
Equal.setForeground（newColor（0,0,255））;
jiecheng=newJButton（"n!
"）;
jiecheng.setForeground（newColor（0,0,255））;
zhengxian=newJButton（"sin"）;
zhengxian.setForeground（newColor（0,0,255））;
yuxian=newJButton（"cos"）;
yuxian.setForeground（newColor（0,0,255））;
duishu=newJButton（"log"）;
duishu.setForeground（newColor（0,0,255））;
//将所有行为与监听绑定
panel3.setLayout（newGridLayout（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）;
panel3.add（Sqrt）;
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）;
panel3.add（Dao）;
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
publicstaticintcalc（intn）
{
intret=1;//BigInteger.ONE;
for（Integeri=2;i<=n;i++）
{
ret=ret*i;//.multiply（newBigInteger（i.toString（）））;
}
returnret;
}
publicvoidactionPerformed（ActionEventevent）
{
booleansign=false;//判断是否是double型数参与运算，是为true，不是为false
Objecttemp=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（inti=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）{
booleanisDot=false;
if（textShow.getText（）.length（）==0）
isDot=true;
for（inti=0;iif（'.'==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）{
case0:
result+=Double.parseDouble（textShow.getText（））;
break;
case1:
result-=Double.parseDouble（textShow.getText（））;
break;
case2:
result*=Double.parseDouble（textShow.getText（））;
break;
case3:
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）{
case0:
result+=Double.parseDouble（textShow.getText（））;
break;
case1:
result-=Double.pa
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