科学计算器（JAVA实现）

前记：　　

　　大二学 Java 的时候写的，现在贴上来，只为留念。

　　再翻代码，自己看着都头疼。一重重的 if 嵌套，当时写得费劲，现在看着更费劲。

代码思想：

　　代码的大致思想是这样：

　　　　首先定义一个算式字符串。然后用户通过键盘或鼠标点击按钮输入字符，添加到算式字符串末尾。在每次用户输入字符之后，先判断该字符是否符合算式语法规则（如加号后不能再跟加号），不符合语法规则的字符不添加到算式字符串末尾。如果用户输入了等号，则进行计算并将计算结果显示出来。

　　　　其中计算过程如下：

　　　　首先将字符串转化为两个链表，一个存储浮点数，一个存储运算符。

　　　　如 3 + 2*4 - 4/2

　　　　会被转换为两个链表： 3 2 4 4 2

+ * - /

　　　　之后循环以下过程：

　　　　　　在运算符链表中找到运算优先级最高的一个运算符（若有多个，取第一个）。假设其下标为 i（如在上例中，i = 1 ），然后在浮点数链表中找到下标为 i 和 i+1 的项，进行相应运算后，删除这两项，并把结果插入该位置。在运算符链表中删除该运算符。

　　　　　　

　　　　如上例中，执行一次运算后，链表为： 3 8 4 2

　　　　　　　　　　　　　　　                  + - /

　　　　循环进行到浮点数链表中只有一个项目（也即操作符链表为空）。该项目即为算式计算结果。

　　经测试，程序能进行浮点数科学计算。能进行负数计算，如 3--3 。但是计算 3---3 时会出现异常。

代码：　　

Calculator.java

 package mycalculator;
 /*
  *
  * 计算3---3  会有异常
  *
  *
  *
  * */
 import java.awt.*;
 import java.awt.event.*;
 import javax.swing.*;
 import java.util.*;

 public class Calculator extends JFrame implements ActionListener, KeyListener,
         MouseListener {
     final int WIDTH = 440, HEIGHT = 350;
     GridLayout gridLayout = new GridLayout(4, 4, 5, 5); // 勿忘初始化 不初始化不会报错，但面板是空的
     BorderLayout borderLayout = new BorderLayout();
     FlowLayout flowLayout = new FlowLayout();
     Container container;
     // Container cont;
     JPanel panel, buttonPanel;
     JButton[] buttons;
     String[] name;
     JTextField textField;
     boolean cleared = true;

     public Calculator() {
         super("Calculator");
         container = getContentPane();
         // Cont = getContentPane();
         // Cont.setLayout(borderLayout);
         buttonPanel = new JPanel();
         panel = new JPanel();
         // container = new Container();
         // Cont.add(container, borderLayout.CENTER);
         // panel.setSize(380,380);
         buttonPanel.setLayout(gridLayout);
         textField = new JTextField(15);
         textField.setFont(textField.getFont().deriveFont(Font.BOLD,
                 (float) 32.0));
         textField.setEditable(false);
         textField.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
         textField.setBackground(Color.GRAY);
         textField.setForeground(Color.WHITE);
         panel.add(textField);
         // textField.setSize(getBounds().width,getBounds().height/3);
         // textField.setFont(textField.getFont().deriveFont(99));
         /*
          * container.setLayout(borderLayout); container.add(textField,
          * borderLayout.NORTH); container.add(cont, borderLayout.CENTER);
          */
         container.setLayout(borderLayout);
         // container.add(textField);
         container.add(panel, borderLayout.NORTH);
         container.add(buttonPanel, borderLayout.CENTER);
         // container.setSize(getBounds().width,getBounds().height);
         // cont.setSize(getBounds().width,getBounds().height/3*2);
         buttons = new JButton[16];
         name = new String[] { "7", "8", "9", "/", "4", "5", "6", "*", "1", "2",
                 "3", "-", "0", ".", "=", "+" };
         for (int index = 0; index <= 15; index++) {
             buttons[index] = new JButton(name[index]);
             buttons[index].addActionListener(this);
             buttons[index].setBackground(Color.GRAY);
             buttons[index].setForeground(Color.WHITE);
             buttons[index].addKeyListener(this);
             buttons[index].addMouseListener(this);
             buttons[index].setFont(buttons[index].getFont().deriveFont(
                     Font.BOLD, (float) 32.0));
             // buttons[index].setSize(200, 200);
             buttonPanel.add(buttons[index]);
         }
         this.addKeyListener(this);
         setSize(WIDTH, HEIGHT);
         Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit(); // 定义工具包
         Dimension screenSize = kit.getScreenSize(); // 获取屏幕的尺寸
         int screenWidth = screenSize.width; // 获取屏幕的宽
         int screenHeight = screenSize.height; // 获取屏幕的高
         setLocation(screenWidth / 2 - WIDTH / 2, screenHeight / 2 - HEIGHT / 2);// 设置窗口居中显示
         // setLocation(600, 250);
         setVisible(true);
         setFocusable(true);
     }

     String calculate(String str) {
         String result = "Wrong Expression";
         String temp = "";
         if (str.charAt(0) != '-'
                 && !(str.charAt(0) <= '9' && str.charAt(0) >= '0')) {
             return result;
         }
         LinkedList<Double> list = new LinkedList<Double>();
         LinkedList<Character> optList = new LinkedList<Character>();
         Double doubleTemp;
         boolean isFormerOpt = true;
         for (int index = 0; index <= str.length() - 1; index++) {
             if (index == 0) {
                 isFormerOpt = true;
             } else {
                 if (str.charAt(index - 1) > '9' || str.charAt(index - 1) < '0') {
                     isFormerOpt = true;
                 } else {
                     isFormerOpt = false;
                 }
             }
             if (str.charAt(index) != '+' && str.charAt(index) != '*'
                     && str.charAt(index) != '/'
                     && (!(str.charAt(index) == '-' && isFormerOpt == false))) {
                 temp += str.charAt(index);
             } else {
                 doubleTemp = new Double(temp);
                 list.add(doubleTemp);
                 temp = "";
                 optList.add(str.charAt(index));
             }
         }
         doubleTemp = new Double(temp);
         list.add(doubleTemp);
         temp = "";
         /*
          * for (int index = 0; index <= list.size() - 1; index++) {
          * System.out.println(list.get(index)); } for (int index = 0; index <=
          * optList.size() - 1; index++) {
          * System.out.println(optList.get(index)); }
          */
         boolean isThereHigherOpt = true;
         while (isThereHigherOpt == true) {
             /*
              * for (Iterator<Character> it = optList.iterator(); it.hasNext();)
              * { if (it.next() == '*' || it.next() == '/') { isThereHigherOpt =
              * true; int index = optList.indexOf(it.next());
              *
              * break; } }
              */
             isThereHigherOpt = false;
             for (int index = 0; index <= optList.size() - 1; index++) {
                 if (optList.get(index) == '*') {
                     Double t = list.get(index) * list.get(index + 1);
                     list.remove(index + 1);
                     list.set(index, t);
                     optList.remove(index);
                     isThereHigherOpt = true;
                     break;
                 }
                 if (optList.get(index) == '/') {
                     Double t = list.get(index) / list.get(index + 1);
                     list.remove(index + 1);
                     list.set(index, t);
                     optList.remove(index);
                     isThereHigherOpt = true;
                     break;
                 }
             }
         }
         while (optList.isEmpty() == false) {
             for (int index = 0; index <= optList.size() - 1; index++) {
                 if (optList.get(index) == '+') {
                     Double t = list.get(index) + list.get(index + 1);
                     list.remove(index + 1);
                     list.set(index, t);
                     optList.remove(index);
                     break;
                 }
                 if (optList.get(index) == '-') {
                     Double t = list.get(index) + 0.0 - list.get(index + 1);
                     list.remove(index + 1);
                     list.set(index, t);
                     optList.remove(index);
                     break;
                 }
             }
         }
         /*
          * System.out.println("/////////////////////////////////"); for (int
          * index = 0; index <= optList.size() - 1; index++) { //
          * System.out.println(index); System.out.println(list.get(index));
          * System.out.println(optList.get(index));
          * System.out.println(list.get(index + 1)); }
          */
         if (list.size() == 1) {
             result = list.get(0).toString();
         }
         return result;
     }

     void addText(char ch) {
         if (cleared == true && ((ch <= '9' && ch >= '0'))) {
             textField.setText("");
             cleared = false;
         }
         String str = textField.getText();
         if (ch != '=') {
             if (str.length() > 0) {
                 if (str.charAt(str.length() - 1) <= '9'
                         && str.charAt(str.length() - 1) >= '0') {
                     if (ch != '.') {
                         textField.setText(str + ch);
                     } else {
                         boolean isTherePoint = false;
                         int i = str.length() - 1;
                         while (i >= 0) {
                             if (str.charAt(i) == '*' || str.charAt(i) == '/'
                                     || str.charAt(i) == '+'
                                     || str.charAt(i) == '-') {
                                 break;
                             }
                             if (str.charAt(i) == '.') {
                                 isTherePoint = true;
                                 break;
                             }
                             i--;
                         }
                         if (isTherePoint == false) {
                             textField.setText(str + ch);
                         }
                     }
                 } else {
                     if ((ch <= '9' && ch >= '0') || ch == '-') {
                         textField.setText(str + ch);
                     }
                 }
             } else {
                 if (ch == '-' || (ch <= '9' && ch >= '0'))
                     textField.setText(str + ch);
             }
             cleared = false;
         } else {
             if (cleared == true) {
                 textField.setText("");
             } else {
                 str = textField.getText();
                 //System.out.println(str);
                 textField.setText("");
                 if (str.length() > 0) {
                     if (str.charAt(str.length() - 1) <= '9'
                             && str.charAt(str.length() - 1) >= '0') {
                         textField.setText(calculate(str));
                     } else {
                         textField.setText("Wrong Expression");
                     }
                 }
             }
             cleared = true;
         }
     }

     public void actionPerformed(ActionEvent event) {
         Object source = event.getSource();
         if (source.getClass() == JButton.class) {
             JButton button = (JButton) source;
             char ch = button.getText().charAt(0);
             addText(ch);
         }
     }

     public void keyPressed(KeyEvent e) {
     }

     public void keyReleased(KeyEvent e) {
     }

     public void keyTyped(KeyEvent e) {
         char ch = e.getKeyChar();
         if (ch == ' ') {
             System.exit(EXIT_ON_CLOSE);
         }
         if (ch == KeyEvent.VK_ENTER) {
             buttons[14].setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
             for (int i = 0; i <= name.length - 1; i++) {
                 if (i != 14) {
                     buttons[i].setBackground(Color.GRAY);
                 }
             }
             addText('=');
             return;
         }
         for (int index = 0; index <= name.length - 1; index++) {
             if (ch == name[index].charAt(0)) {
                 // System.out.println(ch);
                 buttons[index].setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
                 for (int i = 0; i <= name.length - 1; i++) {
                     if (i != index) {
                         buttons[i].setBackground(Color.GRAY);
                     }
                 }
                 addText(ch);
                 break;
             }
         }
     }

     public void mouseClicked(MouseEvent event) {
     }

     public void mouseEntered(MouseEvent event) {
         Object source = event.getSource();
         if (source.getClass() == JButton.class) {
             JButton button = (JButton) source;
             // System.out.println("hey");
             button.setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
         }
     }

     public void mousePressed(MouseEvent event) {
     }

     public void mouseReleased(MouseEvent event) {
     }

     public void mouseExited(MouseEvent event) {
         Object source = event.getSource();
         if (source.getClass() == JButton.class) {
             JButton button = (JButton) source;
             // System.out.println("hey");
             button.setBackground(Color.GRAY);
         }
     }

     public static void main(String[] args) {
         Calculator c = new Calculator();
         // c.addKeyListener(c);
         c.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
     }
 }

程序运行效果：

计算9/3-1*2+-1

结果：

随笔写于2016.4.8。

程序写于大二下学期，Java程序设计 课程期间。

END