帮我用Java语言写一份实现一个简易计算器的代码,要求如下: (1)输入:不含变量的数学表达式的中缀形式,可以接受的操作符包括+、-、*、/、%和()以及小数点。 (2)输出:如果表达式正确,则输出表达式的结果,如果表达式非法,则输出错误信息。 (3)能够正确运算带括号的数学表达式的中缀形式。 (4)可以借助栈来实现,使用图形用户界面。

时间: 2023-12-23 14:03:26 浏览: 31
以下是一个简单的Java代码实现一个基础计算器,支持加、减、乘、除、取模和括号运算: ```java import java.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; public class Calculator extends JFrame implements ActionListener { private JTextField displayTextField; public Calculator() { super("简易计算器"); JPanel mainPanel = new JPanel(); mainPanel.setLayout(new BorderLayout()); displayTextField = new JTextField(); displayTextField.setEditable(false); mainPanel.add(displayTextField, BorderLayout.NORTH); JPanel buttonPanel = new JPanel(); buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4)); String[] buttonLabels = {"7", "8", "9", "/", "4", "5", "6", "*", "1", "2", "3", "-", "0", ".", "=", "+"}; for (int i = 0; i < buttonLabels.length; i++) { JButton button = new JButton(buttonLabels[i]); button.addActionListener(this); buttonPanel.add(button); } mainPanel.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER); setContentPane(mainPanel); } private String calculate(String expression) { // Check if expression is null or empty if (expression == null || expression.isEmpty()) { return "错误:表达式为空"; } // Check if expression contains only valid characters if (!expression.matches("[0-9+\\-*/%.()]+")) { return "错误:表达式包含无效字符"; } // Check if expression has balanced parentheses int parenthesesCount = 0; for (int i = 0; i < expression.length(); i++) { char c = expression.charAt(i); if (c == '(') { parenthesesCount++; } else if (c == ')') { parenthesesCount--; } if (parenthesesCount < 0) { return "错误:表达式包含未匹配的右括号"; } } if (parenthesesCount > 0) { return "错误:表达式包含未匹配的左括号"; } // Evaluate expression try { double result = evaluate(expression); return Double.toString(result); } catch (IllegalArgumentException e) { return "错误:" + e.getMessage(); } } private double evaluate(String expression) { Stack<Double> operands = new Stack<>(); Stack<Character> operators = new Stack<>(); int i = 0; while (i < expression.length()) { char c = expression.charAt(i); if (Character.isDigit(c) || c == '.') { StringBuilder operandBuilder = new StringBuilder(); while (i < expression.length() && (Character.isDigit(expression.charAt(i)) || expression.charAt(i) == '.')) { operandBuilder.append(expression.charAt(i)); i++; } double operand = Double.parseDouble(operandBuilder.toString()); operands.push(operand); } else if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '%') { while (!operators.isEmpty() && hasHigherOrEqualPrecedence(c, operators.peek())) { evaluateTop(operands, operators); } operators.push(c); i++; } else if (c == '(') { operators.push(c); i++; } else if (c == ')') { while (!operators.isEmpty() && operators.peek() != '(') { evaluateTop(operands, operators); } if (operators.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("表达式包含未匹配的右括号"); } operators.pop(); i++; } else { throw new IllegalArgumentException("表达式包含无效字符 " + c); } } while (!operators.isEmpty()) { evaluateTop(operands, operators); } if (operands.size() != 1 || !operators.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("表达式无效"); } return operands.pop(); } private boolean hasHigherOrEqualPrecedence(char operator1, char operator2) { return (operator1 == '*' || operator1 == '/' || operator1 == '%') || (operator1 == '+' || operator1 == '-') && (operator2 == '+' || operator2 == '-'); } private void evaluateTop(Stack<Double> operands, Stack<Character> operators) { double operand2 = operands.pop(); double operand1 = operands.pop(); char operator = operators.pop(); double result = applyOperator(operator, operand1, operand2); operands.push(result); } private double applyOperator(char operator, double operand1, double operand2) { switch (operator) { case '+': return operand1 + operand2; case '-': return operand1 - operand2; case '*': return operand1 * operand2; case '/': if (operand2 == 0) { throw new IllegalArgumentException("除数不能为零"); } return operand1 / operand2; case '%': if (operand2 == 0) { throw new IllegalArgumentException("除数不能为零"); } return operand1 % operand2; default: throw new IllegalArgumentException("无效操作符 " + operator); } } public void actionPerformed(ActionEvent e) { String command = e.getActionCommand(); if (command.equals("=")) { String expression = displayTextField.getText(); String result = calculate(expression); displayTextField.setText(result); } else { displayTextField.setText(displayTextField.getText() + command); } } public static void main(String[] args) { Calculator calculator = new Calculator(); calculator.setSize(300, 400); calculator.setLocationRelativeTo(null); calculator.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); calculator.setVisible(true); } } ``` 该代码中使用了图形用户界面,包含数字、操作符和等号按钮,以及一个文本框来显示表达式和结果。当用户点击等号按钮时,程序会调用 `calculate` 方法来计算表达式的值,然后将结果显示在文本框中。 `calculate` 方法使用栈来处理表达式,首先检查表达式的合法性,然后使用 Dijkstra's Shunting Yard Algorithm 将中缀表达式转换为后缀表达式,并计算结果。

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