Java简单计算器

悠悠 2022-08-06 01:20 157阅读 0赞

import java.awt.Color;
    import java.awt.GridLayout;
    import java.awt.HeadlessException;
    import java.awt.event.ActionEvent;
    import java.awt.event.ActionListener;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    import java.util.Stack;
    
    import javax.swing.JButton;
    import javax.swing.JFrame;
    import javax.swing.JPanel;
    import javax.swing.JTextField;
    
    public class CalculatorFrame extends JFrame implements ActionListener // throws NullPointerException
    {
    	private static final long serialVersionUID = -2769614160013503222L;
    	private JTextField tf = new JTextField(); // 创建文本框tf
    	private Calculator calculator = new Calculator();
    
    	public CalculatorFrame() throws HeadlessException {
    		JPanel pan = new JPanel(); // 创建一个面板对象pan
    		GridLayout grid = new GridLayout(5, 4); // 创建6行4列的页面布局
    		// 对面板pan和文本框tf的一些设置
    		pan.setLayout(grid);
    		tf.setBounds(35, 15, 250, 25);
    		pan.setBounds(35, 50, 250, 150);
    		tf.setBackground(Color.CYAN);
    		tf.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
    
    		String[][] btnArray = { { "1", "2", "3", "+" }, { "4", "5", "6", "-" }, { "7", "8", "9", "*" },
    				{ "0", ".", "", "/" }, { "AC", "%", "←", "=" } };
    		for (int i = 0; i < btnArray.length; i++) {
    			for (int j = 0; j < btnArray[i].length; j++) {
    				JButton btn = new JButton(btnArray[i][j]);
    				// 编辑bp的监听事件源为本窗口
    				btn.addActionListener(this);
    				// 将按钮添加到面板pan中
    				pan.add(btn);
    			}
    		}
    
    		// 添加面板pan和文本框tf到窗口frm
    		this.add(tf);
    		this.add(pan);
    		// 关于窗口frm的一些设置
    		this.setTitle("计算器");
    		this.setLayout(null); // 取消窗口的布局管理
    		this.setSize(325, 250);
    		this.setResizable(false); // 设置窗口的大小为不可变
    		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    		this.setVisible(true);
    
    	}
    
    	public static void main(String[] args) throws NullPointerException {
    		new CalculatorFrame();
    	}
    
    	@Override
    	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    		JButton but = (JButton) e.getSource();
    		String text = but.getText();
    		String content = tf.getText();
    		if ("←".equals(text)) {
    			if (content != null && content.length() >= 1) {
    				tf.setText(content.substring(0, content.length() - 1));
    			}
    		} else if ("=".equals(text)) {
    			Double value = calculator.calculator(content);
    			if (value != null)
    				tf.setText(String.valueOf(value));
    		} else if ("AC".equals(text)) {
    			tf.setText("");
    		} else {
    			tf.setText(content + text);
    		}
    	}
    
    	private class Calculator {
    		// 定义操作符的优先级别
    		private Map<String, Integer> operatorPriority = new HashMap<String, Integer>();
    
    		public Calculator() {
    			super();
    			// 设置操作符优先级，数越大优先级越高
    			operatorPriority.put("+", 1);
    			operatorPriority.put("-", 1);
    			operatorPriority.put("*", 2);
    			operatorPriority.put("/", 2);
    			operatorPriority.put("%", 2);
    			operatorPriority.put("(", 3);
    			operatorPriority.put(")", 3);
    		}
    
    		/**
    		 * 计算算术表达式
    		 * 
    		 * @param str
    		 *            算术表达式
    		 * @return 结果
    		 */
    		public Double calculator(String str)// 科学计算
    		{
    			if (str == null || "".equals(str))
    				return null;
    
    			List<String> numList = getStringList(str);// 拆分操作符与操作数
    			numList = getPostOrder(numList); // 中缀变后缀
    			Stack<Double> stack = new Stack<Double>();// 结果栈
    			for (int i = 0; i < numList.size(); i++) {
    				String temp = numList.get(i);
    				if (Character.isDigit(temp.charAt(0))) {// 如果是数字
    					stack.push(Double.valueOf(temp));
    				} else {
    					Double back = stack.pop();
    					Double front = stack.pop();
    					Double res = 0d;
    					switch (temp.charAt(0)) {
    					case '+':
    						res = front + back;
    						break;
    					case '-':
    						res = front - back;
    						break;
    					case '*':
    						res = front * back;
    						break;
    					case '/':
    						res = front / back;
    						break;
    					case '%':
    						res = front % back;
    						break;
    					}
    					stack.push(res);
    				}
    			}
    			return stack.pop();
    		}
    
    		/**
    		 * 将中缀表达式转换到后缀表达式
    		 * 
    		 * <pre>
    		 * 	平时所用的标准四则运算表达式，即"9+(3-1)*3+10/2"叫做中缀表达式。因为所有的运算符号都在两数字的中间，现在我们的问题就是中缀到后缀的转化;
    		 *  中缀表达式“9+(3-1)*3+10/2”转化为后缀表达式“9 3 1-3*+ 10 2/+”
    		 *  
    		 *  规则：从左到右遍历中缀表达式的每个数字和符号，若是数字就输出，即成为后缀表达式的一部分；
    		 *  	若是符号，则判断其与栈顶符号的优先级，是右括号或优先级低于找顶符号（乘除优先加减）则栈顶元素依次出栈并输出，并将当前符号进栈，
    		 *  	一直到最终输出后缀表达式为止。
    		 * </pre>
    		 * 
    		 * 参见链接:<a
    		 * href="http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2307">http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail
    		 * /2307</a>
    		 * 
    		 * @param postOrder
    		 * @return
    		 */
    		public List<String> getPostOrder(List<String> inOrderList) {
    
    			ArrayList<String> result = new ArrayList<String>();// 结果列表
    			Stack<String> stack = new Stack<String>();// 操作符栈
    			for (int i = 0; i < inOrderList.size(); i++) {
    				String str = inOrderList.get(i);
    				// 判断当前是不是数字
    				if (Character.isDigit(str.charAt(0))) {
    					result.add(inOrderList.get(i));// 是数字直接添加
    				} else {
    					// 如果是操作符
    					switch (str.charAt(0)) {
    					case '(':
    						stack.push(str);// 往操作符栈中添加
    						break;
    					case ')':
    						while (!stack.peek().equals("(")) {
    							result.add(stack.pop());
    						}
    						stack.pop();
    						break;
    					default:
    						// 其他操作符
    						while (!stack.isEmpty() && compare(stack.peek(), str) >= 0) {
    							result.add(stack.pop());
    						}
    						stack.push(inOrderList.get(i));
    						break;
    					}
    				}
    			}
    			while (!stack.isEmpty()) {
    				result.add(stack.pop());
    			}
    			return result;
    		}
    
    		/**
    		 * 将字符串转换成由操作符和操作数组成的字符串数组
    		 * 
    		 * @param str
    		 *            算数运算表达式
    		 * @return
    		 */
    		private List<String> getStringList(String str) {
    			// 数字临时变量
    			StringBuffer sb = new StringBuffer();
    			// 将字符串转成操作数与操作符数组
    			List<String> numList = new ArrayList<String>();
    			for (char c : str.toCharArray()) {
    				// 空白字符 继续循环
    				if (Character.isWhitespace(c)) {
    					continue;
    				}
    				// 如果是数字或者点号
    				if (Character.isDigit(c) || '.' == c) {
    					sb.append(c);
    				} else {
    					numList.add(sb.toString());// 将数字添加到列表中
    					sb.setLength(0);// 清空数字临时变量
    					numList.add(String.valueOf(c));// 将操作符添加到列表中
    				}
    			}
    			numList.add(sb.toString());
    			return numList;
    		}
    
    		/**
    		 * 比较运算符等级 ,
    		 * 
    		 * <pre>
    		 *  如果operator1 > operator2 返回 正数， 
    		 *  如果operator1 < operator2 返回 负数， 
    		 *  如果operator1 = operator2 返回 零
    		 * </pre>
    		 * 
    		 * @param operator1
    		 *            操作符
    		 * @param operator2
    		 *            操作符
    		 * @return
    		 */
    
    		public int compare(String operator1, String operator2) {
    			return operatorPriority.get(operator1) - operatorPriority.get(operator2);
    		}
    	}
    
    }

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