计算器设计的java课程设计报告.docx
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计算器设计的java课程设计报告
华东交通大学课程设计
课程设计题目：
计算器设计
课程设计（论文）任务书
基础 学 院 信息与计算科学 专 业 2010—1 班
一、课程设计（论文）题目 计算器的设计
二、课程设计（论文）工作自2013年6月23日起至2013年6月27日止。
三、课程设计（论文）地点:
计算机中心
四、课程设计（论文）内容要求：
1．本课程设计的目的
（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；
（2）掌握Java的基本编程原理和基本的编程方法；
（3）使学生学会系统调试；
（4）培养学生分析、解决问题的能力；
（5）提高学生的软件文档写作能力和团队合作精神。
2．课程设计的任务及要求
1）基本要求：
（1）分析系统各功能模块的工作原理；
（2）提出系统的设计方案；
（3）对所进行编程、调试、修改。
2）创新要求：
在基本要求达到后，可进行创新设计，如：
用虚函数，文件流，重载流插入运算符等。
3）课程设计论文编写要求
（1）要按照书稿的规格打印誊写设计论文；
（2）论文包括目录、摘要、正文、总结等；
（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成。
4）答辩与评分标准：
（1）达到课程设计的目的与要求，程序的可读性较好，并调试正确，60分；
（2）能正确回答老师所提问题，可增加10分；
（3）课程设计报告书写规范整齐，可增加10分；
（4）心得体会认真总结，可增加10分；
（5）程序有创新性，可增加10分；
成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。
不及格者需重做。
5）参考文献：
（1）丁振凡.《Java语言程序设计》清华大学出版社
（2）丁振凡.《Java语言程序设计实验指导与习题解析》清华大学出版社
（3）http:
//
6）课程设计进度安排
内容天数 地点
总体需求与分析构思及收集资料1 图书馆
各模块的编程实现，调试与修改3 机房
撰写论文与答辩1 图书馆，机房
学生签名：
2013年6月18日
课程设计（论文）评审意见
（1）态度评价（20分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（2）任务难度（20分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（3）设计分析（20分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（4）创新性评价（20分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（5）回答问题（20分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（6）论文格式规范性及考勤是否降等级：
是（ ）、否（）
评阅人签名：
职称：
教授
2013年6月25日
目 录
第1章系统概要
1.1系统介绍
编写一个简易计算器，实现Windows计算器的主要功能。
本次课程设计就是利用java语言来编写简单计算器的应用程序，模拟Windows计算器的功能，能进行加、减、乘、除四则算术运算和求倒数、求平方根等简单函数运算，且有小数点、清零和存储等功能。
1.2基本功能要求
通过计算器的设计，掌握Java编程的基本知识点。
（1）掌握基于AWT的图形用户界面的设计，如常用的的布局设计，容器中面板、按钮、文本框等组件的添加和布局。
（2）掌握图形界面的事件处理方法，注册动作事件监听者。
（3）掌握各类功能的实现思路，及程序表达。
熟悉实例变量、类变量与局部变量的差异。
（4）掌握方法的封装与调用。
尽量将重复用到的一段功能设计为方法。
（5）掌握if和switch等语句的使用。
（6）掌握如何给按钮设置颜色及给页面背景设计颜色。
（7）掌握java中“对象”和“类”的知识，类的设计及成员的控制访问
第2章设计思路与算法
2.1应用的基本工作流程
1.打开命令提示符和记事本；
2.输入源程序代码；
3.保存并运行源程序；
4.运行，检查是否有误；
5.修改错误并再次运行；
6.测试计算器的工作状况。
2.2类设计
本次计算器的设计，主要用到的是GUI编程的相关方法。
所以我们所用到的类和方法主要有：
主类：
Calculation类
继承的父类为WindowAdapter类，实现了ActionListener接口，定义了一个窗体f和多个面板，按钮和文本框。
（1）方法名：
display方法
作用：
构建计算器的主界面
在方法display中，定义了窗体的标题，设置了窗体的大小并通过setVisible（true）方法使窗体可见，setBackground（）方法设置背景颜色，setResizable（false）方法使窗体大小不可变。
用setLayout（）方法给容器指定按BorderLayout布局排列部件：
通过容器的add（）方法将面板放置在North区域：
f.add（p5,BorderLayout.NORTH），通过add方法用来向面板中加入部件。
添加GUI部件并给各个部件各自不同的标识，创建中间面板时，如面板p1,p1=newPanel（newGridLayout（1,3,5,5）），设置为GridLayout布局，再用add方法把按钮都加进去，按（1,3,5,5）方式排列
通过按钮对象的addActionListener方法为其注册事件监听处理者。
（2）方法名：
actionPerformed方法
作用：
设置各个GUI部件的事件处理
在actionPerformed方法中，分别设置了不同按钮的操作事件，当不同按钮单击发生动作时自动调用执行相应的动作，从而实现计算器的多种运算功能。
通过e.getActionCommand（）获得按钮事件对象的命令名，再在if语句中根据操作命令符按情况分别处理事件，进行相应运算。
通过setText（）方法将结果转化为数字串写入文本输入框中。
事件监听器中的事件处理方法voidactionPerformed（ActionEvente）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”，“3”···“8”，“9”），小数点按钮事件（“.”），运算符按钮处理事件（“+”，“-”，“*”，“/”），正负号按钮事件（“+/-”），退格按钮事件（“Backspace”），清除按钮事件（“C”），等号按钮事件（“=”），存储按钮事件（“MS”,“MC”，“MR”,“M+”）等。
（3）方法名：
main方法
在该方法中，通过new运算符创建一个类Calculation的对象Cal，通过调用display（）方法。
（4）方法名：
windowClosing方法
在该方法中，在处理窗体的“关闭”事件的监听者采用继承WindowsAdapter的方式。
2.3应用界面的设计
参考了windows计算器的布局，我们把总体界面采用BorderLayout布局，文本框所在的面板p5位于最上方（North区域），存储按钮及显示M状态文本框所在的面板p3在最左边（West区域），而Backspace，CE，C所在的面板p1和数字按钮、运算符按钮等所在面板p2放置在面板p4中，面板p4统一分布在中央（Center区域），同时面板中又按GridLayout布局分布多行多列。
具体如下图所示。
2.4事件处理原理、具体设计
首先，对计算器的整体布局构思清楚，将整个计算器分成多行多列组成的单元，使得整个计算器的布局更加合理、有序。
采用网格块布局，整体分为6行，第一行为输入及显示框，第二行为退格键和清零键，下面几行分别为数字按钮与运算符按钮，以及MC,MR,MS,M+等存储按钮。
第二，设计依次添加GUI部件。
第三，为各个部件注册监听者，考虑到数字键，运算符，等于，小数点，求平方根等的不同以及程序的调理清晰，我们分别为其设置了不同的监听者。
第四，设置相应的各类算法。
第五，设置主程序和退出方法。
在编写完源程序代码后，进行运行，发现错误并更正。
最后，测试制作的计算器运行状况即计算能力。
动作事件的各方关系，结合代码大致如下图所示：
2.5算法考虑
在actionPerformed方法中，分别设置了不同按钮的操作事件，当不同按钮单击发生动作时自动调用执行相应的动作，从而实现计算器的多种运算功能。
数字按钮与其他按钮作为事件源都注册了监听者，且监听者符合ActionListener接口的要求。
数据与运算符的键入通过点击按钮来触发事件，在按下“=”按钮时通过调用之前按下的相应运算符所表示的运算函数进行运算，将所的结果保存在dResult中，并显示在文本框内。
求平方根、求倒数等运算时，调用了Math类的方法进行运算。
当输入小数时，将小数点拼接到数字串中。
按下清除按钮时，变量初始化。
第3章源程序代码
//用JAVA编写简易计算器的程序（模拟Windows计算器）
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
publicclassCalculationextendsWindowAdapterimplementsActionListener
{
doubledResult=0;
doubledNowInput=0;
doubledMemory;//记载内存中存储的数据
intn=0;//记载小数位数
intnOperation=1;//记录运算符类型
intnBitsNum=0;//记录总共输入的位数
booleanalreadyHaveDot=false;//是否已经有小数点
booleankeyAvailable=true;
booleanalreadyClickedEqueal=false;//是否已经按下过"="按钮
booleanisTempNowInput=false;//是否在计算出结果后直接按运算符将结果赋给了当前输入值
Framef;
Panelp1,p2,p3,p4,p5,p6;
TextFieldtf1,tf2;
Buttonb1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,b0;
ButtonbDiv,bSqrt,bMulti,bMinus,bPercent,bPlus,bReciprocal,bEqual,bDot,bNegative;
ButtonbBackspace,bCE,bC,bMR,bMS,bMC,bM;
publicvoiddisplay（）
{
f=newFrame（"计算器"）;
f.setSize（280,213）;
f.setLocation（200,200）;
f.setBackground（Color.LIGHT_GRAY）;
f.setResizable（false）;
f.setLayout（newBorderLayout（3,3））;//采用方位布局排列部件
p1=newPanel（newGridLayout（1,3,5,5））;//用于存放Backspace,CE,C三键
p2=newPanel（newGridLayout（4,5,5,5））;//用于存放数字区及附近共20键
p3=newPanel（newGridLayout（5,1,5,5））;//用于存放MC,MR,MS,M+键及显示M状态文本框
p4=newPanel（newFlowLayout（））;//用于存放p1,p2
p5=newPanel（newFlowLayout（））;
p6=newPanel（newFlowLayout（））;
p4.add（p1）;
p4.add（p2）;
tf1=newTextField（35）;//存放显示区
tf1.setText（"0."）;
tf1.setEditable（false）;//判断输入框是否可编辑，非编辑状态不能输入数据
p5.add（tf1）;
f.add（p5,BorderLayout.NORTH）;
f.add（p4,BorderLayout.CENTER）;
f.add（p3,BorderLayout.WEST）;
b1=newButton（"1"）;//数字按钮
b2=newButton（"2"）;
b3=newButton（"3"）;
b4=newButton（"4"）;
b5=newButton（"5"）;
b6=newButton（"6"）;
b7=newButton（"7"）;
b8=newButton（"8"）;
b9=newButton（"9"）;
b0=newButton（"0"）;
b1.addActionListener（this）;
b2.addActionListener（this）;
b3.addActionListener（this）;
b4.addActionListener（this）;
b5.addActionListener（this）;
b6.addActionListener（this）;
b7.addActionListener（this）;
b8.addActionListener（this）;
b9.addActionListener（this）;
b0.addActionListener（this）;
bDiv=newButton（"/"）;//运算符按钮
bSqrt=newButton（"sqrt"）;
bMulti=newButton（"*"）;
bMinus=newButton（"-"）;
bPercent=newButton（"%"）;
bPlus=newButton（"+"）;
bReciprocal=newButton（"1/x"）;
bEqual=newButton（"="）;
bDot=newButton（"."）;
bNegative=newButton（"+/-"）;
bDiv.addActionListener（this）;
bSqrt.addActionListener（this）;
bMulti.addActionListener（this）;
bMinus.addActionListener（this）;
bPercent.addActionListener（this）;
bPlus.addActionListener（this）;
bReciprocal.addActionListener（this）;
bEqual.addActionListener（this）;
bDot.addActionListener（this）;
bNegative.addActionListener（this）;
p2.add（b7）;//将按钮依次添加到面板
p2.add（b8）;
p2.add（b9）;
p2.add（bDiv）;
p2.add（bSqrt）;
p2.add（b4）;
p2.add（b5）;
p2.add（b6）;
p2.add（bMulti）;
p2.add（bPercent）;
p2.add（b1）;
p2.add（b2）;
p2.add（b3）;
p2.add（bMinus）;
p2.add（bReciprocal）;
p2.add（b0）;
p2.add（bNegative）;
p2.add（bDot）;
p2.add（bPlus）;
p2.add（bEqual）;
bBackspace=newButton（"Backspace"）;
bCE=newButton（"CE"）;
bC=newButton（"C"）;
bBackspace.addActionListener（this）;
bCE.addActionListener（this）;
bC.addActionListener（this）;
p1.add（bBackspace）;
p1.add（bCE）;
p1.add（bC）;
tf2=newTextField
（2）;
tf2.setEnabled（false）;
tf2.setBackground（Color.LIGHT_GRAY）;
bMC=newButton（"MC"）;
bMR=newButton（"MR"）;
bMS=newButton（"MS"）;
bM=newButton（"M+"）;
bMC.addActionListener（this）;
bMR.addActionListener（this）;
bMS.addActionListener（this）;
bM.addActionListener（this）;
p6.add（tf2）;
p3.add（p6）;
p3.add（bMC）;
p3.add（bMR）;
p3.add（bMS）;
p3.add（bM）;
f.setVisible（true）;
f.addWindowListener（this）;
}
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
//key0to9
if（this.keyAvailable&&e.getActionCommand（）.length（）==1&&e.getActionCommand（）.compareTo（"0"）>=0&&e.getActionCommand（）.compareTo（"9"）<=0）
{
if（this.isTempNowInput）
{
this.dNowInput=0;
this.isTempNowInput=false;
}
this.nBitsNum++;
if（this.alreadyHaveDot==false）
this.dNowInput=this.dNowInput*10+Double.parseDouble（e.getActionCommand（））;
else
{
doubletemp=Double.parseDouble（e.getActionCommand（））;
for（inti=this.n;i<0;i++）
{
temp*=0.1;
}
this.dNowInput+=temp;
this.n--;
}
this.tf1.setText（Double.toString（this.dNowInput））;
}
//keydot
if（this.keyAvailable&&e.getActionCommand（）=="."）
{
if（this.alreadyHaveDot==false）
{
this.nBitsNum++;
this.alreadyHaveDot=true;
this.n=-1;
}
}
//key"+","-","*","/"
if（this.keyAvailable&&e.getActionCommand（）=="+"||e.getActionCommand（）=="-"||e.getActionCommand（）=="*"||e.getActionCommand（）=="/"）
{
if（this.alreadyClickedEqueal）
{
this.dNowInput=this.dResult;
this.isTempNowInput=true;
}
else
{
switch（this.nOperation）
{
case1:
this.dResult+=this.dNowInput;break;
case2:
this.dResult-=this.dNowInput;break;
case3:
this.dResult*=this.dNowInput;break;
case4:
{
if（this.dNowInput==0）
{
tf1.setText（"除数不能为零"）;
this.keyAvailable=false;
}
elsethis.dResult=this.dResult/this.dNowInput;
}
}
if（this.keyAvailable）tf1.setText（Double.toString（this.dResult））;
this.dNowInput=0;
}
if（e.getActionCommand（）=="+"）
{
this.nOperation=1;
}
if（e.getActionCommand（）=="-"）
{
this.nOperation=2;
}
if（e.getActionCommand（）=="*"）
{
this.nOperation=3;
}
if（e.getActionCommand（）=="/"）
{
this.nOperation=4;
}
this.nBitsNum=0;
this.alreadyClickedEqueal=false;
}
//key"+/-"
if（this.keyAvailable&&e.getActionCommand（）=="+/-"）
{
this.dNowInput=0-this.dNowInput;
tf1.setText（Double.toString（this.dNowInput））;
}
//key"C"
if（e.getActionCommand（）=="C"）
{
this.nBitsNum=0;
this.dResult=0;
this.dNowInput=0;
this.alreadyHaveDot=false;
this.n=0;
this.nOperation=1;
this.keyAvailable=true;
this.alreadyClickedEqueal=false;
tf1.setText（"0."）;
}
//key"CE"
if（e.getActionCommand（）=="CE"）
{
this.nBitsNum=0;
this.dNowInput=0;
this.alreadyHaveDot=false;
this.n=0;
this.nOperation=1;
this.keyAvailable=true;
tf1.setText（"0."）;
}
//key"sqrt"
if（this.keyA
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