🎈 作者：Linux猿

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目录

一、需求分析

二、设计思路

2.1 界面设计

2.2 表达式算法

三、代码实现

「Java 计算器」是非常适合刚学习 Java 用来练手的基础项目，即可以巩固 Java 基础，也可以学习表达式算法，本篇文章来讲解下基于 Java 的「计算器」实现。

在正式讲解之前，先来看下实现效果，如下所示。

一、需求分析

功能需求如下所示：

（1）实现算术加法、减法、乘法、除法的基本运算；

（2）支持括号‘（’ 和 ‘）’操作；

（3）支持删除操作；

（4）支持清除操作；

（5）支持小数操作；

（6）支持错误检查；

二、设计思路

功能设计主要包括两部分：界面设计和表达式算法，下面分别来介绍下。

2.1 界面设计

通过继承 JFrame 类实现界面的布局，主要分为两部分，一个是表达式输入框，另一个是表达式输入需要的按钮。

其中，表达式需要的按钮包括："C", "(", ")", "/", "7", "8", "9", "*", "4", "5", "6", "-", "1", "2", "3", "+", "0", ".", "DEL", "="。

其中，C 按钮表示清空输入框，DEL 按钮表示删除输入框中的最后一个字符，= 按钮表示计算输入框中的表达式。

2.2 表达式算法

计算输入的表达式：使用两个栈分别存储表达式计算需要的数值和表达式计算操作符，同时，表达式计算操作符也根据优先级划分，通过操作符获取数值进行计算。

三、代码实现

基于 Java 的「计算器」代码实现如下所示。

import javax.swing.*;import java.awt.*;import java.util.HashMap;import java.util.Stack;public class Calculator extends JFrame { private Stack<Double> expressionValue = new Stack<>(); // 值 private Stack<String> expressionOperator = new Stack<>(); // 运算符 private Calculator() { setTitle("基于 Java 的计算器"); setSize(345, 500); setLocation(700, 300); Container c = getContentPane(); c.setLayout(null); // 输入面板 JTextArea jt = new JTextArea(100, 100); jt.setFont(new Font("Aria", Font.BOLD, 30)); jt.setLineWrap(true); JScrollPane sp = new JScrollPane(jt); jt.setCaretPosition(jt.getDocument().getLength()); sp.setBounds(0, 0, 330, 163); c.add(sp); JPanel p = new JPanel(); p.setLayout(new GridLayout(5, 4, 0, 0)); p.setBounds(0, 162, 340, 300); // 放置按钮 int n = 20; String[] num = { "C", "(", ")", "/", "7", "8", "9", "*", "4", "5", "6", "-", "1", "2", "3", "+", "0", ".", "DEL", "=" }; JButton[] jb = new JButton[n]; for(int i = 0; i < n; i++) { jb[i] = new JButton(num[i]); p.add(jb[i]); } c.add(p); for(int i = 1; i < 18; i++) { final int j = i; jb[i].addActionListener(e-> jt.append(num[j])); } // 监听 C 按键 jb[0].addActionListener(e->{ jt.setText(""); expressionValue.clear(); expressionOperator.clear(); }); // 监听 DEL 按键 jb[18].addActionListener(e->{ try { jt.setText(jt.getText().substring(0,jt.getText().length()-1)); } catch (Exception ignored) { } }); // 监听 = 按键 jb[19].addActionListener(e->{ try { System.out.println(jt.getText()); double x = calculate(jt.getText() + "#"); jt.setText(""); // 清空输入框 jt.append(String.valueOf(x)); // 显示计算结果 } catch(Exception ex) { // 异常情况 if(ex.getMessage() == null) { jt.setText("计算错误!"); } else { jt.setText(ex.getMessage()); } } }); KeyStroke enter = KeyStroke.getKeyStroke("ENTER"); jt.getInputMap().put(enter, "none"); this.getRootPane().setDefaultButton(jb[19]); setVisible(true); setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE); } // 执行 + - * / 计算 private void calculate(){ String b = expressionOperator.pop(); double c = expressionValue.pop(); double d = expressionValue.pop(); double e; if (b.equals("+")) { e = d + c; expressionValue.push(e); } else if (b.equals("-")) { e = d - c; expressionValue.push(e); } else if (b.equals("*")) { e = d * c; expressionValue.push(e); } else if (b.equals("/")) { if(c == 0) throw new ArithmeticException("除 0 错误!"); e = d / c; expressionValue.push(e); } } // 计算字符串的值 private Double calculate(String text){ HashMap<String, Integer> operator = new HashMap<>(); operator.put("(",0); operator.put(")",0); operator.put("/",2); operator.put("*",2); operator.put("-",1); operator.put("+",1); operator.put("#",0); expressionOperator.push("#"); int flag = 0; int n = text.length(); for(int i = 0; i < n; i++) { String a = String.valueOf(text.charAt(i)); if (!a.matches("[0-9.]")) { if(flag != i) { expressionValue.push(Double.parseDouble(text.substring(flag, i))); } flag = i + 1; while(!(a.equals("#") && expressionOperator.peek().equals("#"))) { // peek 返回栈顶元素，不删除 if(operator.get(a) > operator.get(expressionOperator.peek()) || a.equals("(")) { expressionOperator.push(a); // 加入操作符 break; } else { if(a.equals(")")) { while(!expressionOperator.peek().equals("(")) calculate(); expressionOperator.pop(); break; } calculate(); } } } } return expressionValue.pop(); } public static void main(String[] args) { new Calculator(); }}

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