成績： __________

Java程序設(shè)計
工程實踐

——簡易計算器的設(shè)計

院、 系 計算機與軟件學(xué)院 專業(yè) 信息安全
姓 名
指導(dǎo)教師

2022年 6 月 11 日

目錄：
一、 設(shè)計簡介 2
1、 設(shè)計背景 2
2、 開發(fā)工具及環(huán)境 2
（1）開發(fā)工具及介紹 2
（2）開發(fā)環(huán)境 2
二、 相關(guān)工作 2
1、設(shè)計基礎(chǔ) 2
2、功能需求 2
3、系統(tǒng)設(shè)計 3
三、 設(shè)計原理 3
1、包和類的說明 3
2、簡易計算器的源代碼清單 3
四、 實現(xiàn)結(jié)果 6
1、程序界面 6
2、測試用例 7
3、運行結(jié)果 7
五、 設(shè)計心得 9

一、 設(shè)計簡介
1、 設(shè)計背景
伴隨著日益升高的物質(zhì)生活水平以及日常生活中對基本的計算需求的提高。如今，網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，對算力的需求日益增大，計算的效率和性能和人們的生活緊密相關(guān)。對此，使用Java語言開發(fā)出一個為人們生活帶來便利的計算器，以期帶來對數(shù)據(jù)計算的提高。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對數(shù)的加、減、乘、除的運算。
2、 開發(fā)工具及環(huán)境
（1）開發(fā)工具及介紹
Visual Studio Code（簡稱“VS Code” ）是Microsoft在2015年4月30日Build開發(fā)者大會上正式宣布一個運行于 Mac OS X、Windows和 Linux 之上的，針對于編寫現(xiàn)代Web和云應(yīng)用的跨平臺源代碼編輯器， [2] 可在桌面上運行，并且可用于Windows，macOS和Linux。它具有對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）和運行時（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)計基礎(chǔ)
使用Java Swing的GUI圖形用戶界面編程設(shè)計編寫一個簡易的計算器，加入事件監(jiān)聽器可以通過鼠標(biāo)輸入?yún)⒓舆\算的數(shù)值和運算符，達(dá)到四則運算的目的。
2、功能需求
圖形化用戶界面，設(shè)計的簡易計算器，用戶通過鼠標(biāo)依次輸入?yún)⑴c計算的數(shù)值和運算符，進(jìn)行四則運算，具體如下：
（1） 鼠標(biāo)單擊“計算器”上的數(shù)字按鈕（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）累次可以設(shè)置參與運算的數(shù)值
（2） 鼠標(biāo)單擊“計算器”上的運算符按鈕（+、-、*、/）選擇運算符同時，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“計算器”上的“=”按鈕，輸出運算的結(jié)果。
（4） 鼠標(biāo)單擊“計算器”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
一個簡易的計算器，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。實現(xiàn)其功能具體可分如下幾個步驟：
（1） 創(chuàng)建Java項目（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） 注冊監(jiān)聽器、添加事件響應(yīng)邏輯
（5） 計算邏輯實現(xiàn)

三、 設(shè)計原理
1、包和類的說明
package start;\保存主要功能實現(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 \自定義實現(xiàn)計算器主要功能的類
2、簡易計算器的源代碼清單
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
    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}")){//運算符輸入
            operator = clickStr;
            firstInput = this.input_text.getText();
            this.input_text.setText("");
        }
        else if(clickStr.equals("=")){//等號輸入
            Double a = Double.valueOf(firstInput);
            Double b = Double.valueOf(this.input_text.getText());
            Double res = null;
            switch (operator){//運算主體
                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！請清空！");
                }
                break;
            }
            this.input_text.setText(res.toString());
        }
    }

四、 實現(xiàn)結(jié)果
1、程序界面
簡易計算器運行界面，如圖3-1所示。

圖3-1 計算器運行界面
2、測試用例
（1）清除當(dāng)前輸入的數(shù)值，例如：計算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：計算7/23，輸出結(jié)果為0.30434782608695654。
3、運行結(jié)果
（1）輸入7和23，進(jìn)行加法運算，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)行除法運算，如圖3-7所示。

圖3-7“7/23”結(jié)果顯示為0.30434782608695654
五、 設(shè)計心得
從我的角度出發(fā)，課設(shè)的目的在于使學(xué)生養(yǎng)成綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生在實際場景下能力的具體訓(xùn)練和考察過程。伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)今計算機的應(yīng)用在生活中可以說是處處都有。
在課程設(shè)計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。在這其中我充分理解了Java面對對象的特性，并體會到Java與C\C++語言的不同之處。只有多動手，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，并在實踐中解決這些問題，不斷提高自己轉(zhuǎn)化知識的能力。通過本課程的設(shè)計，我了解到理論與實踐的結(jié)合非常重要，簡單的理論知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有將所獲得的理論知識與實踐相結(jié)合，從理論中得出結(jié)論，才能真正服務(wù)于社會，發(fā)展我的實踐技能和能力。 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，會遇到很多小問題，比如說:如何保存輸入的數(shù)字和下一個數(shù)進(jìn)行加、減、乘、除運算。此次課程設(shè)計讓我們更了解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，不斷地充實了自己，學(xué)習(xí)到了很多以前沒有學(xué)習(xí)到的知識，收獲頗多。Java 計算器設(shè)計使得我們對所學(xué)的課程有了更為深刻的認(rèn)識，使得知識得到了鞏固和提高。
今后，我將會繼續(xù)努力；我相信，只要有信心，有毅力，人永遠(yuǎn)不會被打?。?br> 完整源碼文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-443795.html

package util;
import java.awt.*;

public class Const {
    public static final int FRAME_W = 300;//得到窗體中心點
    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}")){//運算符輸入
            operator = clickStr;
            firstInput = this.input_text.getText();
            this.input_text.setText("");
        }
        else if(clickStr.equals("=")){//等號輸入
            Double a = Double.valueOf(firstInput);
            Double b = Double.valueOf(this.input_text.getText());
            Double res = null;
            switch (operator){//運算主體
                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);
    }

}

到了這里，關(guān)于Java課設(shè)-百行代碼實現(xiàn)簡易計算器的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)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TOY模板網(wǎng)！