Android实战：自制计算器

简介

这是一款模仿手机系统自带的计算器的App，纯手工打造，搭建界面几乎完全模仿手机中自带的计算器。能够实现简单的加减乘除功能，当然也有一些不足，比如正负符号的运算功能没有实现。
其实实现起来非常简单，但是难点就在于逻辑计算处理。
本项目结构简单，但是我功能做的并不完善，后期会在做项目完善。
效果图：

自制计算器

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难点

数字与计算符的存储思路

image.png

将数字与运算符分别存放到一个数组（numList、operatorList）中。如此操作的好处->
运算过程：遍历数字数组第一个运算数为21，遍历运算符数组运算符为×，再遍历得第二个运算数为2，因为运算符为×优先级属于最高级，所以直接运算得结果为42，也成为下一次运算的第一个运算数。接着遍历运算符数组为-，需要判断下一个运算符是不是×或者÷，不是就直接与第二个运算数进行运算……

主要源码与重难点

数字键功能的实现

这里是使用StringBuilder来拼接数字的方式存储大于一位数的数字，第一次只有一位数比如3就将3存入数组中，当输入“第二个”数4拼接形成34就将原来的3替换为34。为什么是替换：因为第一次输入3已经插入数字数组中，而34是输入4之后拼接形成的数字，如果直接插入那么数组中就是3和34，所以是替换。而在输入第二个运算数之前当前的输入数（currentInputNum）处于清空状态，用于输入第二个运算数。终于isNumStart（用于判断是否是一个运算数输入的开始）的具体作用体现，相信看了后续代码就能够明白。

//数字键
    private fun numberButtonClick(view:View){
        //将view强制转化为textView
        val tv = view as TextView
        //当前输入的是一个新的数字，添加到数组中
        currentInputNum.append(tv.text)
        if (isNumStart){
            numList.add(tv.text.toString().toInt())
            //更改状态 已经不是一个新数字的开始了
            isNumStart = false
        }else{
            //用当前的数字替换数组中最后的一个元素
            numList[numList.size-1] = currentInputNum.toString().toInt()
        }
        //显示内容
        showUI()
        //计算结果
        calculate()
    }

显示表达式

在kotlin中存在带有索引值的遍历方式，这里就使用这个方式。
为什么使用带有索引的遍历方式：在取出运算数的同时，获取到对应的索引值。因为我们对比运算数和运算符的数组可以发现运算数和运算符的个数基本相同，区别就在于最后输入的是运算符还是运算数。所以我在这里使用遍历获取索引的方式可以再遍历运算符的数组取出运算符，并且运算数和运算符都是按顺序排列显示到屏幕上。

//拼接当前运算的表达式 显示到界面上
    private fun showUI(){
        val str = StringBuilder()
        for ((i,num) in numList.withIndex()){
            //将当前的数字拼接上去
            str.append(num)
            //判断运算符数组中对应的位置是否有内容
            if (operatorList.size >= 1){
                //将i对应的运算符拼接到字符串中
                str.append(operatorList[i])
            }
        }
        binding.processTextview.text = str.toString()
    }

运算符键功能的实现

//运算符
    private fun operatorButtonClick(view: View){
        //将view强制转化为textView
        val tv = view as TextView
        //保存当前运算符
        operatorList.add(tv.text.toString())
        //改变状态
        isNumStart  = true
        currentInputNum.clear()
        showUI()
    }

返回键功能的实现

 //返回键
    private fun backButtonClick(view: View){
        //判断是撤销运算符还是数字
        if(numList.size>operatorList.size){
            //撤销数字
                if (numList.size>0){
                    numList.removeLast()
                    isNumStart = true
                    currentInputNum.clear()
                }
        }else{
            //撤销运算符
                if (operatorList.size>0){
                    operatorList.removeLast()
                    isNumStart = false
                    if (numList.size>0){
                        currentInputNum.append(numList.last())
                    }
                }
        }
    }

逻辑运算功能

我在做这部分的时候遇到了很多越界的报错，这是很正常的，因为我的初设计使用了两个数组的形式存储运算数和运算符，所以在计算过程中要从中取出来进行运算难免会遇到很多判断条件语句。

//实现逻辑运算功能
    private fun calculate(){
        if (numList.size>0){
            //用来记录运算符数组遍历时的下标
            var i = 0
            //记录第一个运算数 == 数字组的第一个数
            var param1 = numList[0].toFloat()
            var param2 = 0f
            if (operatorList.size >0){
                while (true){
                    //获取i对应的运算符
                    val operator = operatorList[i]
                    //判断是不是乘除
                    if (operator == "×" || operator == "÷"){
                        if (i+1 < numList.size){
                            //乘除直接运算
                            //找到第二个运算数
                            param2 = numList[i+1].toFloat()
                            //运算
                            param1 = realCalculate(param1,operator,param2)
                        }
                    }else{
                        //判断是不是最后一个 如果是加法或者减法  需要判断下一个运算符是不是乘除
                        if (i==operatorList.size-1 || operatorList[i+1] != "×"&&operatorList[i+1]!="÷"){
                            //可以直接计算
                            if (i < numList.size-1){
                                param2 = numList[i+1].toFloat()
                                param1 = realCalculate(param1,operator,param2)
                            }
                        }else{
                            //后面有 而且是乘 或者 除法
                            var j = i+1
                            var mparam1 = numList[j].toFloat()
                            var mparam2 = 0f
                            while (true){
                                //获取j对应的运算符
                                if (operatorList[j] == "×" || operatorList[j] == "÷"){
                                        mparam2 = numList[j+1].toFloat()
                                        mparam1 = realCalculate(mparam1,operatorList[j],mparam2)
                                }else{
                                    //之前的那个运算符后面所有连续的乘除都运算结束了
                                    break
                                }
                                j++
                                if (j == operatorList.size){
                                    break
                                }
                            }
                            param2 = mparam1
                            //运算
                            param1 = realCalculate(param1,operator,param2)
                            i = j - 1
                        }
                    }
                    i++
                    if (i == operatorList.size){
                        //遍历结束
                        break
                    }
                }
            }

            //显示结果
            binding.resultTextview.text = "$param1"
        }else{
            binding.resultTextview.text = "0"
        }
    }
    //运算
    private fun realCalculate(param1:Float,operator:String,param2:Float):Float{
        var result:Float = 0f
        when(operator){
            "+" ->{
                result = (param1 +param2)
            }
            "-" ->{
                result = (param1-param2)
            }
            "×" ->{
                result = (param1*param2)
            }
            "÷" ->{
                result = (param1/param2)
            }
        }

        return result
    }

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功能部分全部代码

package com.example.calculator

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle
import android.view.View
import android.widget.TextView
import com.example.calculator.databinding.ActivityMainBinding

class MainActivity : AppCompatActivity(),View.OnClickListener {

    //用于拼接字符 显示到界面上
    private val currentInputNum = StringBuilder()
    //存储输入的数字
    private val numList = mutableListOf<Int>()
    //存储输入的计算符
    private val operatorList = mutableListOf<String>()
    //定义标记，用于判断是否是数字输入的开始
    private var isNumStart = true
    lateinit var binding:ActivityMainBinding
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)
        setContentView(binding.root)

        //清空按钮
        binding.clearBtn.setOnClickListener {
            clearButtonClick(it)
        }
        binding.backBtn.setOnClickListener {
            backButtonClick(it)
        }
        //除法
        binding.textView6.setOnClickListener {
            operatorButtonClick(it)
        }
        //乘法
        binding.textView9.setOnClickListener {
            operatorButtonClick(it)
        }
        //加法
        binding.textView14.setOnClickListener {
            operatorButtonClick(it)
        }
        //减法
        binding.textView18.setOnClickListener {
            operatorButtonClick(it)
        }
        //0
        binding.zeroBtn.setOnClickListener(this)
        //1
        binding.oneBtn.setOnClickListener(this)
        //2
        binding.twoBtn.setOnClickListener(this)
        //3
        binding.threeBtn.setOnClickListener(this)
        //4
        binding.fourBtn.setOnClickListener(this)
        //5
        binding.fiveBtn.setOnClickListener(this)
        //6
        binding.sixBtn.setOnClickListener(this)
        //7
        binding.sevenBtn.setOnClickListener(this)
        //8
        binding.eightBtn.setOnClickListener(this)
        //9
        binding.nineBtn.setOnClickListener(this)

    }

    //数字键
    private fun numberButtonClick(view:View){
        //将view强制转化为textView
        val tv = view as TextView
        //当前输入的是一个新的数字，添加到数组中
        currentInputNum.append(tv.text)
        if (isNumStart){
            numList.add(tv.text.toString().toInt())
            //更改状态 已经不是一个新数字的开始了
            isNumStart = false
        }else{
            //用当前的数字替换数组中最后的一个元素
            numList[numList.size-1] = currentInputNum.toString().toInt()
        }
        //显示内容
        showUI()
        //计算结果
        calculate()
    }
    //运算符
    private fun operatorButtonClick(view: View){
        //将view强制转化为textView
        val tv = view as TextView
        //保存当前运算符
        operatorList.add(tv.text.toString())
        //改变状态
        isNumStart  = true
        currentInputNum.clear()
        showUI()
    }
    //清空键
    private fun clearButtonClick(view: View){
        binding.processTextview.text = ""
        binding.resultTextview.text = "0"
        currentInputNum.clear()
        operatorList.clear()
        numList.clear()
        isNumStart = true
    }
    //返回键
    private fun backButtonClick(view: View){
        //判断是撤销运算符还是数字
        if(numList.size>operatorList.size){
            //撤销数字
                if (numList.size>0){
                    numList.removeLast()
                    isNumStart = true
                    currentInputNum.clear()
                }
        }else{
            //撤销运算符
                if (operatorList.size>0){
                    operatorList.removeLast()
                    isNumStart = false
                    if (numList.size>0){
                        currentInputNum.append(numList.last())
                    }
                }
        }
        showUI()

    }
    //等号键
    fun equalButtonClick(view:View){

    }
    //拼接当前运算的表达式 显示到界面上
    private fun showUI(){
        val str = StringBuilder()
        for ((i,num) in numList.withIndex()){
            //将当前的数字拼接上去
            str.append(num)
            //判断运算符数组中对应的位置是否有内容
            if (operatorList.size >= i){
                //将i对应的运算符拼接到字符串中
                str.append(" ${operatorList[i]}")
            }
        }
        binding.processTextview.text = str.toString()
    }
    //实现逻辑运算功能
    private fun calculate(){
        if (numList.size>0){
            //用来记录运算符数组遍历时的下标
            var i = 0
            //记录第一个运算数 == 数字组的第一个数
            var param1 = numList[0].toFloat()
            var param2 = 0f
            if (operatorList.size >0){
                while (true){
                    //获取i对应的运算符
                    val operator = operatorList[i]
                    //判断是不是乘除
                    if (operator == "×" || operator == "÷"){
                        if (i+1 < numList.size){
                            //乘除直接运算
                            //找到第二个运算数
                            param2 = numList[i+1].toFloat()
                            //运算
                            param1 = realCalculate(param1,operator,param2)
                        }
                    }else{
                        //判断是不是最后一个 如果是加法或者减法  需要判断下一个运算符是不是乘除
                        if (i==operatorList.size-1 || operatorList[i+1] != "×"&&operatorList[i+1]!="÷"){
                            //可以直接计算
                            if (i+1 < numList.size){
                                param2 = numList[i+1].toFloat()
                                param1 = realCalculate(param1,operator,param2)
                            }
                        }else{
                            //后面有 而且是乘 或者 除法
                            var j = i+1
                            var mparam1 = numList[j].toFloat()
                            var mparam2 = 0f
                            while (true){
                                //获取j对应的运算符
                                if (operatorList[j] == "×" || operatorList[j] == "÷"){
                                        mparam2 = numList[j+1].toFloat()
                                        mparam1 = realCalculate(mparam1,operatorList[j],mparam2)
                                }else{
                                    //之前的那个运算符后面所有连续的乘除都运算结束了
                                    break
                                }
                                j++
                                if (j == operatorList.size){
                                    break
                                }
                            }
                            param2 = mparam1
                            //运算
                            param1 = realCalculate(param1,operator,param2)
                            i = j - 1
                        }
                    }
                    i++
                    if (i == operatorList.size){
                        //遍历结束
                        break
                    }
                }
            }

            //显示结果
            binding.resultTextview.text = "$param1"
        }else{
            binding.resultTextview.text = "0"
        }
    }
    //运算
    private fun realCalculate(param1:Float,operator:String,param2:Float):Float{
        var result:Float = 0f
        when(operator){
            "+" ->{
                result = (param1 +param2)
            }
            "-" ->{
                result = (param1-param2)
            }
            "×" ->{
                result = (param1*param2)
            }
            "÷" ->{
                result = (param1/param2)
            }
        }

        return result
    }

    override fun onClick(v: View?) {
        numberButtonClick(v!!)
    }
}

全部代码已放入github中：https://github.com/gun-ctrl/Calculator

本文参考PXD_东哥的计算器视频，东哥也一直是我步入Android以来的领路人。