8/8java模擬科學計算器課程設計軟件學院

課程設計報告書

課程名稱面向對象程序設計

設計題目模擬科學計算器

專業班級

學號

姓名

指導教師

2012年6月

目錄

1設計時間(3)

2設計目的(3)

3設計任務(3)

4設計內容(3)

4.1需求分析(3)

4.1.1問題描述(3)

4.1.2基本要求(3)

4.2總體設計(3)

4.2.1包的描述(3)

4.2.2類的描述(4)

4.2.3類之間的關系(4)

4.3詳細設計(5)

4.3.1類圖(5)

4.3.2頁面設計(6)

4.4測試與分析(6)

4.5程序與代碼(8)

5總結與展望(17)

1設計時間

2012年6月11日-17日

2設計目的

《面向對象程序設計》是一門實踐性很強的計算機專業基礎課程，課程設計是學習完該課程后進行的一次較全面的綜合練習。其目的在于通過實踐加深學生對面向對象程序設計的理論、方法和基礎知識的理解，掌握使用Java語言進行面向對象設計的基本方法，提高運用面向對象知識分析實際問題、解決實際問題的能力，提高自身的應用能力。

3設計任務

模擬科學計算器

要求：界面模擬Windows中的計算器程序。

實現基本數學運算、函數等功能：加、減、乘、除、階乘、正弦、余弦和指數運算。

實現要點：添加相關組件并進行按鈕事件處理。

4設計內容

4.1需求分析

4.1.1問題描述

日常生活中經常需要用到計算器，比如科學計算，數值計算，會計業務等等，在Applet中實現一個精巧的計算器，可以讓用戶的操作也更方便和快捷。

4.1.2基本要求

本項目需要實現一個具有四則運算的計算器，能夠實現基本的加、減、乘、除運算，以及其他的輔助功能（階乘、正弦、余弦、指數運算）；界面簡潔實用，模擬Windows中的計算器程序。要提供主要的設計思路、類的設計。

4.2總體設計

4.2.1包的描述

本程序導入了

java.awt.BorderLayout包，

java.awt.Color包，

java.awt.GridLayout包，

java.awt.event.ActionEvent包，

java.awt.event.ActionListener包，

java.text.DecimalFormat包，

javax.swing.JButton包，

javax.swing.JFrame包，

javax.swing.JPanel包，

javax.swing.JTextField包

4.2.2類的描述

本程序共有五個類。

其中Calculator是主類，main方法里會建立一個Calculator對象。

Signs類為內部類，是一個監聽器類，實現Actionlistener，實現運算符號的事件監聽。當運算符號為一目運算符(sin，cos，n!)時，實現該類的actionPerformed方法，對sin，cos，n!按鈕進行事件處理。

Clear類為內部類，是一個監聽器類，實現Actionlistener，實現清除按鈕的事件監聽。當按鈕為"C"(清零)或"Backspace"時，實現該類的actionPerformed方法，對C，Backspace按鈕進行事件處理。

Num類為內部類，是一個監聽器類，實現Actionlistener，實現數字輸入的事件監聽。當點擊0-9這十個數字按鈕時，如果是要輸入的運算數則將文本框清空后將數字顯示在文本框中。

Dot類為內部類，是一個監聽器類，實現Actionlistener，實現小數點的事件監聽。當點擊小數點按鈕時，如果文本框中輸入值中沒有小數點則在文本后加一個小數點。

4.2.3類之間的關系

類Calculator與Signs類、Clear類、Num類、Dot類是依賴關系，Calculator依賴于Signs類、Clear類、Num類、Dot類。Calculator類中初始化init方法中調用addButton方法，其中創建了Signs類、Clear類、Num類、Dot類的實例，以實現Calculator類的實例的創建。

Signs類、Clear類、Num類、Dot類與Calculator類有關聯關系。Signs類、Clear類、Num類、Dot類中的actionPerformed方法中調用了Calculator類中的私有變量tf、IfResult、oper、result、df，與Calculator類中這些變量值相關聯。

4.3詳細設計

4.3.1類圖

(1)Calculator類圖(2）Signs類圖(3)Clear類圖

(4)Num類（5）Dot類

Calculator類tfpanel1Panel2Panel3IfResultoperresultdf

calculator（）init（）addButton（）getResult（）main（）

Signs類

actionPerformed（）

Clear類

actionPerformed（）

Num類

actionPerformed（）

Dot類

actionPerformed（）

圖4.3.1-1Calculator類圖4.3.1-3Clear類

圖4.3.1-2Signs類圖4.3.1-4Num類

圖4.3.1-5Dot類

4.3.2頁面設計

圖4.3.2-1科學計算器頁面

4.4測試與分析

（1）加運算（2）減運算

圖4.4-1加運算1+2結果圖4.4-2減運算18-3結果

（3）乘運算（4）除運算

圖4.4-3乘運算2×4結果圖4.4-4除運算8÷5結果（5）退格（2）清零

圖4.4-5Backspace1.6退格結果圖4.4-6C1.清零結果（7）正弦運算（8）余弦運算

圖4.4-7sin90結果圖4.4-8cos90結果（9）指數運算（10）階乘運算

圖4.4-92^3結果圖4.4-108!結果

4.5程序代碼

importjava.awt.BorderLayout;

importjava.awt.Color;

importjava.awt.GridLayout;

importjava.awt.event.ActionEvent;

importjava.awt.event.ActionListener;

importjava.text.DecimalFormat;

importjavax.swing.JButton;

importjavax.swing.JFrame;

importjavax.swing.JPanel;

importjavax.swing.JTextField;

publicclassCalculatorextendsJFrame

{

privateJTextFieldtf;

privateJPanelpanel1,panel2,panel3;

privatebooleanIfResult=true;

privateStringoper="=";

privatedoubleresult=0;

privateDecimalFormatdf;

publicCalculator(){

super("科學計算器");//設置標題欄

df=newDecimalFormat("#.####");//保留四位小數

this.setLayout(newBorderLayout(10,5));

panel1=newJPanel(newGridLayout(1,2,10,10));

panel2=newJPanel(newGridLayout(5,4,5,5));//5行4列

panel3=newJPanel(newBorderLayout(5,5));

tf=newJTextField();//文本域，即為計算器的屏幕顯示區域tf.setEditable(false);//文本區域不可編輯

tf.setBackground(Color.white);//文本區域的背景色

tf.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);//文字右對齊

tf.setText("0");

init();//對計算器進行初始化

}

privatevoidinit()//初始化操作，添加按鈕{

addButton(panel1,"Backspace",newClear(),Color.orange);

addButton(panel1,"C",newClear(),Color.orange);

addButton(panel2,"7",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"8",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"9",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"÷",newSigns(),Color.red);

addButton(panel2,"4",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"5",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"6",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"×",newSigns(),Color.red);

addButton(panel2,"1",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"2",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"3",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"-",newSigns(),Color.red);

addButton(panel2,".",newDot(),Color.blue);

addButton(panel2,"0",newNum(),Color.blue);

addButton(panel2,"!",newSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"+",newSigns(),Color.red);

addButton(panel2,"sin",newSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"cos",newSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"^",newSigns(),Color.magenta);

addButton(panel2,"=",newSigns(),Color.cyan);

panel3.add(panel1,BorderLayout.NORTH);

panel3.add(panel2,BorderLayout.CENTER);

this.add(tf,BorderLayout.NORTH);

this.add(panel3);

pack();

this.setResizable(false);//窗口不可改變大小

this.setLocation(300,200);

this.setVisible(true);

this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

}

privatevoidaddButton(JPanelpanel,Stringname,ActionListeneraction,Colorcolor){//統一設置按鈕的的使用方式JButtonbt=newJButton(name);

panel.add(bt);//在面板上增加按鈕

bt.setForeground(color);//設置前景（字體）顏色

bt.addActionListener(action);//增加監聽事件

}

privatevoidgetResult(doublex)//＋－×÷＾=操作

{

if(oper=="+")

{

result+=x;

}

else

if(oper=="-")

{

result-=x;

}

else

if(oper=="×")

{

result*=x;

}

else

if(oper=="÷")

{

result/=x;

}

else

if(oper=="^")

{

result=Math.pow(result,x);

}

else

if(oper=="=")

{

result=x;

}

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

}

classSignsimplementsActionListener

{

publicvoidactionPerformed(ActionEvente)

{

Stringstr=e.getActionCommand();

if(str.equals("sin"))//sin求正弦函數

{

doublei=Double.parseDouble(tf.getText());

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

}

elseif(str.equals("cos"))//cos求余弦函數

{

doublei=Double.parseDouble(tf.getText());

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

}

elseif(str.equals("!"))//n!求階乘{

doublei=Double.parseDouble(tf.getText());

if((i%2==0)||(i%2==1))//如果是整數進行階乘操作

{

intj=(int)i;//強制類型轉換

intresult=1;

for(intk=1;k0)

{

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

{

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

//使用退格刪除最后一位字符

}else

{

tf.setText("0");

IfResult=true;

}

}else

{

if(tf.getText().length()>2)

{

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

}

else

{

tf.setText("0");

IfResult=true;

}

}

}

}

}

classNumimplementsActionListener

{

publicvoidactionPerformed(ActionEvente)

{

Stringstr=e.getActionCommand();

if(IfResult)

{

tf.setText("");

IfResult=false;

}

else

{

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

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

{

tf.setText("0");

IfResult=true;

}

}

}

}

classDotimplementsActionListener

{

publicvoidactionPerformed(ActionEvente)

{

IfResult=false;

if(tf.getText().trim().indexOf(".")==-1)

{

tf.setText(tf.getText()+".");

}

}

}

publicstaticvoidmain(String[]args)