🎈 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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