JAVA课程设计任务书 - 科学计算器

《高级语言程序设计（2）》课程设计报告

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完成日期: 指导教师：

1、程序设计说明书

【设计题目】科学计算器

【问题描述】本程序为设计一个科学计算器，用于进行数值计算。可以进行数据的加减乘除，对数等计算。

【软件功能】

1 图形界面：应用AWT和Swing设计工作界面，按下数字时显示数字，按下“=”时显示结果。

2 计算器基本功能：加减乘除四则运算，倒数，开平方等。

3 附加运算功能：三角函数，对数，阶乘，度转化为弧度等。

4 计算器的存储功能：清除中间结果，使用中间结果，存储中间结果及累加中间结果

5 用不同颜色进行分区

【算法思想】

本程序设计一个主类和四个内部类。通过在主类中调用四个类来实现程序的各个功能。

【类的设计】

1主类SmartCalculator类，继承了JFrame类

○1成员变量

tf是JTextField对象，单行文本框，用来显示数据。

panel1,panel2,panel3,panel4是JPanel对象，用来盛放按钮。Panel1盛放“←”，“CE”,“C”按钮，Panel2盛放功能区按钮，Panel3盛放记忆区按钮，Panel4盛放面板Panel1和Panel2

isResult,flag是布尔型变量

result是double型变量，存储结果

SpecialNumActionListener是SpecialNum类的对象，监听特殊数字按钮

df是DecimalFormat类的对象，控制输出格式

○2方法

SmartCauculator是构造方法，完成面板的布局并调用init方法

init方法调用addButton方法向面板中增加按钮

addButtion方法统一设置按钮的使用方式，参数包括panel,name,action,color，每次完成向面板添加按钮，设置名字，添加键盘监听器和设置按钮颜色

getResult方法实现四则运算，并输出

main方法，程序入口

2内部类FunctionSigns，继承接口ActionListener,实现接口的actionProform抽象方法，完成开平方，求对数等操作

3内部类ClearArea，继承接口ActionListener,实现接口的actionProform抽象方法，对清除区三个按钮“←”，“CE”,“C”进行监听，实现删除功能。

4内部类SpecialNum，继承接口ActionListener,实现接口的actionProform抽象方法，对π，e,及数字键监听

5 Dot对小数点进行监听

【用户界面】

【模块划分及调用关系】

程序分为五个模块，在主类中对剩余四个模块进行调用【模块流程图】

ClearArea 流程图

【运行说明】

程序运行后会弹出计算器界面，用户使用鼠标点击按钮就可以进行数据计算。

2、 程序上机调试报告

【语法错误及其排除】

在使用if （）else if （）嵌套语句时经常出现语法错误，在查阅书籍后排除

【算法错误及其排除】

在对抽象方法actionPerformed 进行现实时总出现错误，最后排除。

3、 程序测试结果

【测试数据】

计算36+47，99÷3，输出π，e 的值，将180度转换成弧度，

【输出结果】

【收获及体会】

从本次课程设计的完成中，首先我发现了我有很多不足的地方，最突出的是所学的东西太少了，根本满足不了平时编写程序的需要。此外，了解了课程设计的要求与方法，学会了程序设计基本步骤。同时，使我感觉到，一个优秀的程序，不仅仅是可以运行的,更应该具较高的效率，合理的结构,良好的可读性和一定的容错性。除此之外，一个程序的成功完成需要严谨的务实态度。认真的态度是课程设计取得成功的一项非常重要的保证。在以后的学习中，我将虚心向学力争编写出更有意义的程序。

4、 源程序代码（Java 语言，要求有尽可能多的注释语句）

package 课程设计之计算器;

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import java.text.DecimalFormat;

import javax.swing.*;

public class SmartCalculator extends JFrame{ /**

*

*/

private static final long serialVersionUID = 1L;

private JTextField tf;

private JPanel panel1,panel2,panel3,panel4;

private String back;

private boolean isResult=true,flag=false;

private String operator="=";

private double result=0;

private SpecialNum SpecialNumActionListener;

private DecimalFormat df;

public SmartCalculator(){

super("科学计算器");//设置标题栏

df=new DecimalFormat("#.####");//保留四位小数

this.setLayout(new BorderLayout(10,5));//边界布局

panel1=new JPanel(new GridLayout(1,3,10,10));//1行3列

panel2=new JPanel(new GridLayout(5,6,5,5));//5行6列，水平间隔和竖直间隔都设为5

panel3=new JPanel(new GridLayout(5,1,5,5));//5行1列，水平间隔和竖直间隔都设为5

panel4=new JPanel(new BorderLayout());//边界布局

SpecialNumActionListener=new SpecialNum();//实现对特殊数字的监听

tf= new JTextField(); //文本区域，即计算器的显示区域

tf.setEditable(true); //文本区域可编辑，^C复制结果

tf.setBackground(Color.WHITE); //文本区域背景色为白

tf.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);//文字右对齐

tf.setText("0");

tf.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.RED

) );

tf.setEditable(false); //设为不可编辑

init(); //调用init方法初始化计算器

}

/**

*初始化界面

*/

private void init(){

addButton(panel1,"←",new ClearArea(),Color.BLACK);

//黑色

addButton(panel1,"CE",new ClearArea(),Color.BLACK);

addButton(panel1,"C",new ClearArea(),Color.BLACK);

addButton(panel2,"1/x",new

FunctionSigns(),Color.magenta);//洋红色

addButton(panel2,"log",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"7",SpecialNumActionListener,Color.b lue);//蓝色

addButton(panel2,"8",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"9",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"÷",new

FunctionSigns(),Color.BLACK);

addButton(panel2,"n!",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"sqrt",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"4",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"5",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"6",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"×",new

FunctionSigns(),Color.BLACK);

addButton(panel2,"sin",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"x^2",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"1",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"2",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"3",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"-",new

FunctionSigns(),Color.BLACK);

addButton(panel2,"cos",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"x^3",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"0",SpecialNumActionListener,Color.b lue);

addButton(panel2,"-/+",new ClearArea(),Color.blue);

addButton(panel2,".",new Dot(),Color.blue);

addButton(panel2,"+",new

FunctionSigns(),Color.BLACK);

addButton(panel2,"tan",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"%",new

FunctionSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"π",SpecialNumActionListener,Color.g ray);//灰色

addButton(panel2,"e",SpecialNumActionListener,Color.g ray);

addButton(panel2,"度变弧度",new

FunctionSigns(),Color.gray);

addButton(panel2,"=",new

FunctionSigns(),Color.BLACK);

JButton btns=new JButton("记忆区");

btns.setBorder(BorderFactory.createLoweredBevelBorder ());//凹入斜面效果

btns.setEnabled(false); //按钮不可操作

btns.setPreferredSize(new Dimension(20,20));

panel3.add(btns); //加入按钮

addButton(panel3,"MC",null,Color.BLACK);

addButton(panel3,"MR",null,Color.BLACK);

addButton(panel3,"MS",null,Color.BLACK);

addButton(panel3,"M+",null,Color.BLACK);

panel4.add(panel1,BorderLayout.NORTH);

panel4.add(panel2,BorderLayout.CENTER);

this.add(tf,BorderLayout.NORTH);

this.add(panel3,BorderLayout.WEST);

this.add(panel4);

pack();

this.setResizable(false); //窗口不可改变大小

this.setLocation(300,200); //窗口定位this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);/ /关闭按钮

}

/**

* 统一设置按钮的使用方式，参数包括panel,name,action,color

*/

private void addButton(JPanel panel,String

name,ActionListener action,Color color){

JButton bt=new JButton(name);

panel.add(bt); //向面板添加按钮bt.addActionListener(action); //增加监听事件

bt.setForeground(color); //设置文字颜色

}

/**

* 四则运算，参数X表示用户输入数字

*/

private void getResult(double x){

if(operator=="+"){result+=x;}

else if(operator=="-"){result-=x;}

else if(operator=="×"){result*=x;}

else if(operator=="÷"){result/=x;}

else if(operator=="="){result=x;}

tf.setText(df.format(result));

}

/**

* 函数区运算符号事件监听

*/

class FunctionSigns implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent e){ /*用ActionEvent对象的getActionCommand（）方法

* 取得与引发事件对象相关的字符串

*/

String str=e.getActionCommand(); //求平方根

if(str.equals("sqrt")){

double i=Double.parseDouble(tf.getText());

if(i>=0){

/*

* String.valueof() 转换为字符串

* df.format()按要求保留四位小数

* Math.sqrt()求算数术平方根

*/

tf.setText(String.valueOf(df.format(Math.sqrt(i))));

}

else{

tf.setText("负数不能开平方根");

}

}

else if(str.equals("log")){ // 求常用对数

double i=Double.parseDouble(tf.getText());

if(i>0){

tf.setText(String.valueOf(df.format(Math.log(i))));

}else{

tf.setText("负数不能求对数");

}

}

else if(str.equals("%")){ //求百分比tf.setText(df.format(Double.parseDouble(tf.getText())/1 00));

}

else if(str.equals("1/x")){ //求倒数if(Double.parseDouble(tf.getText())==0){

tf.setText("除数不能为零");

}else{

tf.setText(df.format(1/Double.parseDouble(tf.getText()) ));

}

}

else if(str.equals("sin")){ //求正弦函数double i=Double.parseDouble(tf.getText());

tf.setText(String.valueOf(df.format(Math.sin(i))));

}

else if(str.equals("cos")){ //求余弦函数double i=Double.parseDouble(tf.getText());

tf.setText(String.valueOf(df.format(Math.cos(i))));

}

else if(str.equals("tan")){ //求正切函数double i=Double.parseDouble(tf.getText());

tf.setText(String.valueOf(df.format(Math.tan(i))));

}

else if(str.equals("n!")){ //求阶乘double i=Double.parseDouble(tf.getText());

if((i%2==0)||(i%2==1)) //判断为整数放进行阶乘操作

{

int j=(int)i; //强制类型转换

int result=1;

for(int k=1;k<=j;k++)

result*=k;

tf.setText(String.valueOf(result));

}

else{tf.setText("无法进行阶乘");}

}

else if(str.equals("x^2")){ //求平方double i=Double.parseDouble(tf.getText());

tf.setText(String.valueOf(df.format(i*i)));

}

else if(str.equals("x^3")){ //求立方

double i=Double.parseDouble(tf.getText());

tf.setText(String.valueOf(df.format(i*i*i)));

}

/**度变弧度---将角度转换成弧度

*/

else if(str.equals("度变弧度")){

double i=Double.parseDouble(tf.getText());

tf.setText(String.valueOf(df.format(i/180*Math.PI)));

}

else{

if(flag){

isResult=false;

}

if(isResult){

operator=str;

}else{

getResult(Double.parseDouble(tf.getText()));

operator=str;

isResult=true;

}

}

}

}

/**

* 清除区三个按钮的事件监听

*/

class ClearArea implements ActionListener{

public void actionPerformed(ActionEvent e){

String str=e.getActionCommand();

if(str=="C"){

tf.setText("0");

isResult=true;

result=0;

}else if(str=="-/+"){

double

i=(-1)*Double.parseDouble(tf.getText().trim());

tf.setText(df.format(i));

}else if(str=="←"){

if(Double.parseDouble(tf.getText())>0){

if(tf.getText().length()>1){

tf.setText(tf.getText().substring(0,tf.getText().length ()-1));

}else{

tf.setText("0");

isResult=true;

}

}

}else if(str=="CE"){

tf.setText("0");

isResult=true;

}

}

}

/*

* 特殊数字去两个按钮的事件监听

*/

class SpecialNum implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent e){

String str=e.getActionCommand();

if(isResult){

tf.setText("");

isResult=false;

}

if(str=="π")

{

tf.setText(String.valueOf(Math.PI));

}

else if(str=="e")

{

tf.setText(String.valueOf(Math.E));

}

else{

tf.setText(tf.getText().trim()+str);

if(tf.getText().equals("0")){

tf.setText("0");

isResult=true;

flag=true;

}

}

}

}

/*

* 小数点的事件监听

*/

class Dot implements ActionListener{

public void actionPerformed(ActionEvent e) { isResult=false;

if(tf.getText().trim().indexOf(".")==-1){ tf.setText(tf.getText()+".");

}

}

}

/*

* main方法

*/

public static void main(String args[]){ new SmartCalculator().setVisible(true);

}

public String getBack() {

return back;

}

public void setBack(String back) {

this.back = back;

}

}