Java课程设计:科学计算器实现

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"Java课程设计——科学计算器" 本项目是一项基于Java的课程设计任务,旨在开发一个功能丰富的科学计算器应用。该计算器不仅包含基本的加、减、乘、除运算,还包括对浮点数和负数的支持,同时还具备求余、求倒数、退格和清零等功能。为了满足创新要求,设计中还加入了正切、余弦、平方根、指数(包括以e为底的指数)、自然对数等科学计算功能。 在需求分析阶段,设计背景表明,这个计算器是参照了Windows操作系统内置的计算器,并在此基础上进行了扩展。考虑到编者的技能和时间限制,虽然未能实现科学型计算器的所有高级功能,但已经涵盖了基础和一些复杂的计算操作。计算器的设计目标是简洁高效,尽管代码量不大,但提供的功能非常全面。 在技术选择上,开发人员选择了使用Java的Swing库来构建图形用户界面(GUI)。Swing组件库提供了丰富的控件,使得能够创建出具有按钮、输入框等元素的计算器界面。程序实现了基本的算术运算,如加减乘除,以及三角函数(正弦、余弦、正切),指数和自然对数运算。此外,还特别设计了求倒数、退格键(撤销输入)和清零键(清除当前显示数值)的功能,以增强用户体验。 设计思路中提到,计算器应用基于Java的JFrame类构建,这是一个顶级容器,用于承载所有的组件。开发者可能使用了布局管理器来组织这些组件,以确保它们在界面上的正确排列和响应。同时,通过事件监听机制,当用户点击按钮时,能够触发相应的计算逻辑,实现各种数学运算。 在详细设计部分,开发者会详细规划每个功能的实现方法,包括如何处理用户输入,如何进行数学计算,以及如何更新结果显示。程序设计过程可能涉及了异常处理,以确保在遇到除以零或其他错误情况时,程序能够给出适当的反馈,而不是崩溃。 系统调试环节是确保计算器正确无误的关键步骤,开发者需要运行程序并进行各种测试,验证所有功能是否按预期工作,包括边界条件和异常情况。调试过程中可能会发现并修复一些潜在问题,以提高软件的稳定性和可靠性。 最后,课程设计报告应包含设计任务与要求、需求分析、设计思路、详细设计、运行调试与分析讨论以及设计体会与小结等部分,这是对整个开发过程的总结和反思,也是对学生技能和理解的一次全面展示。 这个Java课程设计项目是一个综合性的实践,它涵盖了GUI编程、数学计算、异常处理和软件工程的基本流程,对于提升学生的Java编程能力和软件开发经验具有重要意义。
2023-05-29 上传
目录 1 课设任务及要求 1 1.1课设任务: 1 1.2创新要求: 1 1.3设计要求 1 2 需求分析 1 2.1 设计背景 1 2.2 开发的技术及功能 2 3 设计思路 2 4 详细设计 4 4.1功能实现: 4 4.4 程序设计过程 5 5 系统调试 5 5.1 运行调试 5 6 参考文献 7 附录 7 1 课设任务及要求 1.1课设任务: 、设计的计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法以及取余运算(可以进 行浮点数和负数的运算); 、有求倒数、退格和清零功能。 1.2创新要求: 能进行正切、余弦,以及求平方根、指数 (包括对e)、自然对数运算。 1.3设计要求 设计的计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法和取余运算。且有小数点、正 负号、求倒数、退格和清零功能。 课程设计可选用Eclipse、JBuilder、NetBeans等作为开发平台以提高开发效率,通 过资料查阅和学习尽可能熟练掌握其中一种集成开发环境。 认真按时完成课程设计报告,课程设计报告容包括:设计任务与要求、需求分析、 设计思路、详细设计、运行调试与分析讨论和设计体会与小结六个部分。 2 需求分析 2.1 设计背景 设计这个计算器主要是参考Windows操作系统中自带的计算器,由于编者水平和时间的限 制,不能将计算器设计到科学型及其他更复杂的类型,在设计过程中还参考了一些其他 的优秀设计。但本计算器除了常用的加减乘除(可以进行浮点和负数运算)这些基本运 算外,还有求余、求倒、退格、清零,甚至还能进行一些复杂科学的运算,比如余弦( cos)、正切(tan)、指数运算(pow)、自然对数运算(log)、求平方根(sqrt)以 及对e的指数运算(exp),并且还能进行连续运算。总体上说来,本计算器设计简单, 代码很少,程序很小,但功能却很强大,这是同类计算器所不具备的。 2.2 开发的技术及功能 本课程设计是要做一个图形界面的计算器,其界面主要是由swing组件中的控件构成 。程序实现了计算器的基本功能有:加、减、乘、除基本算术运算(可以进行浮点和负 数运算)和sin、cos、tan等三角函数求值运算,同时能进行指数运算和自然对数运算, 还有求倒数、退格和清零功能。 3 设计思路 、本应用程序继承自框架类(JFrame),容器Container c采用BorderLayout边缘布局,将单行文本框加入到"North"区域,包含各种按钮的面板 JPanel p加入到"Center"区域。包含各种按钮的面板JPanel p 采用3行6列的网格布局,然后将数字按钮和运算符按钮以及控制按钮用一个for循环添加 到面板中同时注册按钮事件监听器。如: Button b=new Button(); b.addActionListener(事件监听器); 、事件监听器中的事件处理方法void actionPerformed(ActionEvent evt)完成主要的按钮事件的处理。事件处理分以下几种情况:数字按钮事件("0","1" ,"2"…"8","9")、运算符按钮事件("+","-","*","/","%")、正负号按钮事件 ("+/- ")、小数点按钮事件(".")、等号按钮事件("=")、求倒按钮事件("求倒")、退 格按钮事件("退格")、清除按钮事件("C") 、正切(tan)、余弦(cos),以及求平方根(sqrt)、指数 (pow)、对e的指数(exp)、对数运算(log)。 、在事件处理,触发按钮事件时,先判断是或是数字是或是"- /+"是或是".",是的话就将负号"-" 、数字、小数点"."分别写入文本框并存放在sum中,然后判断是或是"退格"、"求倒"等 ,是的话进行相应的处理,都不是的话则跳到doOperation()执行运算同时将运算符存放 在preOperater中。触发按钮事件时,要进一步分析,是重新开始计算时触发的按钮事件 还是计算中间触发的按钮事件。 、计算器完成的是一个数学表达式,如:3+2,所以可以采用一个数组来存储数字或字 符,如3,+,2分别存储在数组中,最后运算时,可以一一取出来进行运算。 、利用按钮设计计算器的各个运算符和操作符,通过按钮的事件处理实现按钮计算功能 。 、利用文本框显示操作数和运算结果。 4 详细设计 4.1功能实现: 加减乘除求余以及指数运算 其他运算 、求平方根 、对数运算 、余弦运算 、正切运算 、e的指数运算 、倒数运算 主要方法说明 public cos(double x) //求x的余弦函数 public tan (double x) //求x的正切函数 public sqrt(double x) //求x的平方根 public log (double x) //求x的自然对数运算