模拟科学计算器课程设计

软件学院课程设计报告书课程名称面向对象程序设计设计题目模拟科学计算器专业班级软件工程11级1班学号姓名指导教师2013 年6 月目录1 设计时间 (3)2 设计目的 (3)3设计任务 (3)4 设计内容 (3)4.1需求分析 (3)4.1.1问题描述 (3)4.1.2基本要求 (3)4.2总体设计 (3)4.2.1 包的描述 (3)4.2.2 类的描述 (4)4.2.3类之间的关系 (4)4.3详细设计 (5)4.3.1类图 (5)4.3.2页面设计 (6)4.4测试与分析 (6)4.5 程序代码 (9)5总结与展望 (18)参考文献 (19)成绩评定 (19)1 设计时间2013年6月7日-14日2 设计目的《面向对象程序设计》是一门实践性很强的计算机专业基础课程，课程设计是学习完该课程后进行的一次较全面的综合练习。

其目的在于通过实践加深学生对面向对象程序设计的理论、方法和基础知识的理解，掌握使用Java语言进行面向对象设计的基本方法，提高运用面向对象知识分析实际问题、解决实际问题的能力，提高自身的应用能力。

3设计任务模拟科学计算器要求：界面模拟Windows中的计算器程序。

实现基本数学运算、函数等功能：加、减、乘、除、阶乘、正弦、余弦和指数运算。

实现要点：添加相关组件并进行按钮事件处理。

4 设计内容4.1需求分析4.1.1问题描述日常生活中经常需要用到计算器，比如科学计算，数值计算，会计业务等等，在Applet 中实现一个精巧的计算器，可以让用户的操作也更方便和快捷。

4.1.2基本要求本项目需要实现一个具有四则运算的计算器，能够实现基本的加、减、乘、除运算，以及其他的辅助功能（阶乘、正弦、余弦、指数运算）；界面简洁实用，模拟Windows中的计算器程序。

要提供主要的设计思路、类的设计。

4.2总体设计4.2.1 包的描述本程序导入了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 类的描述本程序共有五个类。

其中Calculator是主类，main方法里会建立一个Calculator对象。

Signs类为内部类，是一个监听器类，实现Actionlistener，实现运算符号的事件监听。

当运算符号为一目运算符(sin，cos，n!)时，实现该类的actionPerformed方法，对sin，cos，n!按钮进行事件处理。

Clear类为内部类，是一个监听器类，实现Actionlistener，实现清除按钮的事件监听。

当按钮为"C"(清零)或"Backspace"时，实现该类的actionPerformed方法，对C，Backspace按钮进行事件处理。

Num类为内部类，是一个监听器类，实现Actionlistener，实现数字输入的事件监听。

当点击0-9这十个数字按钮时，如果是要输入的运算数则将文本框清空后将数字显示在文本框中。

Dot类为内部类，是一个监听器类，实现Actionlistener，实现小数点的事件监听。

当点击小数点按钮时，如果文本框中输入值中没有小数点则在文本后加一个小数点。

4.2.3类之间的关系类Calculator与Signs类、Clear类、Num类、Dot类是依赖关系，Calculator依赖于Signs类、Clear类、Num类、Dot类。

Calculator类中初始化init方法中调用addButton 方法，其中创建了Signs类、Clear类、Num类、Dot类的实例，以实现Calculator类的实例的创建。

Signs类、Clear类、Num类、Dot类与Calculator类有关联关系。

Signs 类、Clear类、Num类、Dot类中的actionPerformed方法中调用了Calculator类中的私有变量tf、IfResult、oper、result、df，与Calculator类中这些变量值相关联。

4.3.1类图(1)Calculator 类图 (2）Signs 类图 (3)Clear 类图(4)Num 类 （5）Dot 类Calculator 类 tf panel1 Panel2 Panel3 IfResult oper result dfcalculator （） init （） addButton （） getResult （） main （）Signs 类actionPerformed （）Clear 类actionPerformed （）Num 类actionPerformed （）Dot 类actionPerformed （）图4.3.1-1Calculator 类 图4.3.1-3Clear 类图4.3.1-2Signs 类 图4.3.1-4Num 类图4.3.1-5Dot 类图4.3.2-1科学计算器页面4.4测试与分析（1）加运算（2）减运算图4.4-1加运算1+2结果图4.4-2减运算18-3结果（3）乘运算（4）除运算图4.4-3乘运算2×4结果图4.4-4除运算8÷5结果（5）退格（2）清零图4.4-5Backspace1.6退格结果图4.4-6C1.清零结果（7）正弦运算（8）余弦运算图4.4-7sin90结果图4.4-8cos90结果（9）指数运算（10）阶乘运算图4.4-9 2^3结果图4.4-10 8!结果4.5 程序代码import java.awt.BorderLayout;import java.awt.Color;import java.awt.GridLayout;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.text.DecimalFormat;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JPanel;import javax.swing.JTextField;public class Calculator extends JFrame{private JTextField tf;private JPanel panel1, panel2, panel3;private boolean IfResult = true;private String oper = "=";private double result = 0;private DecimalFormat df;public Calculator(){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));panel1 = new JPanel(new GridLayout(1, 2, 10, 10));panel2 = new JPanel(new GridLayout(5, 4, 5, 5));//5行4列panel3 = new JPanel(new BorderLayout(5, 5));tf = new JTextField(); //文本域，即为计算器的屏幕显示区域tf.setEditable(false); //文本区域不可编辑tf.setBackground(Color.white); //文本区域的背景色tf.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);//文字右对齐tf.setText("0");init(); //对计算器进行初始化}private void init() //初始化操作，添加按钮{addButton(panel1, "Backspace", new Clear(), Color.orange);addButton(panel1, "C", new Clear(), Color.orange);addButton(panel2, "7", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "8", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "9", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "÷", new Signs(), Color.red);addButton(panel2, "4", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "5", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "6", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "×", new Signs(), Color.red);addButton(panel2, "1", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "2", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "3", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "-", new Signs(), Color.red);addButton(panel2, ".", new Dot(), Color.blue);addButton(panel2, "0", new Num(), Color.blue);addButton(panel2, "!", new Signs(), Color.magenta);addButton(panel2, "+", new Signs(), Color.red);addButton(panel2, "sin", new Signs(), Color.magenta);addButton(panel2, "cos", new Signs(), Color.magenta);addButton(panel2, "^", new Signs(), Color.magenta);addButton(panel2, "=", new Signs(), Color.cyan);panel3.add(panel1, BorderLayout.NORTH);panel3.add(panel2, BorderLayout.CENTER);this.add(tf, BorderLayout.NORTH);this.add(panel3);pack();this.setResizable(false); //窗口不可改变大小this.setLocation(300, 200);this.setVisible(true);this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}private void addButton(JPanel panel, String name, ActionListener action, Color color) { // 统一设置按钮的的使用方式JButton bt = new JButton(name);panel.add(bt); //在面板上增加按钮bt.setForeground(color); //设置前景（字体）颜色bt.addActionListener(action); //增加监听事件}private void getResult (double x) //＋－×÷＾=操作{if(oper == "+"){result += x;}elseif(oper == "-"){result -= x;}elseif(oper == "×"){result *= x;}elseif(oper == "÷"){result /= x;}elseif(oper=="^"){result=Math.pow(result, x);}elseif(oper == "="){result = x;}tf.setText(df.format(result));}class Signs implements ActionListener{public void actionPerformed(ActionEvent e){String str = e.getActionCommand();if(str.equals("sin")) // 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")) // 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("!")) // n!求阶乘{double i = Double.parseDouble(tf.getText());if((i%2==0)||(i%2==1)) //如果是整数进行阶乘操作{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{getResult(Double.parseDouble(tf.getText()));oper = str;IfResult = true;}}}class Clear implements ActionListener{public void actionPerformed(ActionEvent e){String str = e.getActionCommand();if(str == "C"){tf.setText("0");IfResult = true;result = 0;}else if(str == "Backspace"){if(Double.parseDouble(tf.getText()) > 0){if(tf.getText().length() > 1){tf.setText(tf.getText().substring(0, tf.getText().length() - 1));//使用退格删除最后一位字符}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;}}}}}class Num implements ActionListener{public void actionPerformed(ActionEvent e) {String str = 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;}}}}class Dot implements ActionListener{public void actionPerformed(ActionEvent e) {IfResult = false;if(tf.getText().trim().indexOf(".") == -1){tf.setText(tf.getText() + ".");}}}public static void main(String[] args){new Calculator().setVisible(true);}}5总结与展望通过这次课程设计，我真的在实践中学到的不仅是课本知识的巩固和提高，而且还有在实践中使我着手解决不少程序设计的细节问题。