安卓计算器
2019-03-26 本文已影响0人
Ginkgo
最近刚好在上移动互联网开发的课，课上老师布置了一道题，自己实现一个计算器，能满足基本的四则混合运算。布局用GridLayout
image.png
- Java代码
package com.cqupt.calculator;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.os.Bundle;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
import java.util.Locale;
import java.util.Stack;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private Button[] btn;//计算器所有按钮，一共28个
private TextView ioView;//输入和输出共用框
private TextView expressionOutputView;//表达式显示框
private String expression = "";//运算的表达式
private String input = "0";//当前输入的值
//初始化所有按钮，输入输出结果框变量
private void initial() {
btn = new Button[18];
//关联界面中的部件
ioView = (TextView) findViewById(R.id.input_outputView);
expressionOutputView = (TextView) findViewById(R.id.expressionOutputView);
ioView.setText("0");//输入输出框初始值为0，表达式框为空
//数字0-9
btn[0] = (Button) findViewById(R.id.btn_0);
btn[1] = (Button) findViewById(R.id.btn_1);
btn[2] = (Button) findViewById(R.id.btn_2);
btn[3] = (Button) findViewById(R.id.btn_3);
btn[4] = (Button) findViewById(R.id.btn_4);
btn[5] = (Button) findViewById(R.id.btn_5);
btn[6] = (Button) findViewById(R.id.btn_6);
btn[7] = (Button) findViewById(R.id.btn_7);
btn[8] = (Button) findViewById(R.id.btn_8);
btn[9] = (Button) findViewById(R.id.btn_9);
btn[10] = (Button) findViewById(R.id.btn_dot);//小数点
btn[11] = (Button) findViewById(R.id.btn_equal);//等于号
btn[12] = (Button) findViewById(R.id.btn_add);//加法
btn[13] = (Button) findViewById(R.id.btn_sub);//减法
btn[14] = (Button) findViewById(R.id.btn_mul);//乘法
btn[15] = (Button) findViewById(R.id.btn_div);//除法
// btn[16] = (Button) findViewById(R.id.btn_sign);//正负号
// btn[17] = (Button) findViewById(R.id.btn_sqrt);//开根
// btn[18] = (Button) findViewById(R.id.btn_mod);//取模
// btn[19] = (Button) findViewById(R.id.btn_rec);// 1/x
btn[16] = (Button) findViewById(R.id.btn_ce);// del键 btn_delete
// btn[21] = (Button) findViewById(R.id.btn_ce);// CE键
btn[17] = (Button) findViewById(R.id.btn_c);// C键
// btn[23] = (Button) findViewById(R.id.btn_mc);// MC键
// btn[24] = (Button) findViewById(R.id.btn_mr);// MR键
// btn[25] = (Button) findViewById(R.id.btn_ms);// MS键
// btn[26] = (Button) findViewById(R.id.btn_madd);// M+键
// btn[27] = (Button) findViewById(R.id.btn_msub);// M-键
MyOnClickHandler myOnClickHandler = new MyOnClickHandler();//按钮点击事件处理类
//为每个按钮设置监听事件
for (Button i : btn)
i.setOnClickListener(myOnClickHandler);
//当MS键未被按下的之前，M+键和M-键都不可点击
// btn[23].setClickable(false);//M+
// btn[24].setClickable(false);//M-
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//初始化各个变量
initial();
}
/*
* 按钮点击事件处理类
* 内部成员函数：
* void onClick(View),点击事件调用的主函数，同时处理计算过程中的异常
* double getRet(double,double,char)，根据某个运算符计算出两个数字的结果，并返回结果
* int someOfStr_in_anotherStr(String,String,int)，从int参数位置开始查找，返回某个字符串中的任意字符在另一个字符串中第一次出现的位置
* void calculate(void),遍历表达式字符串，根据算法计算出结果。同时处理计算过程中的异常
* String stripTrailingZeros(String)，去除小数转化的字符串后面无效的零
* */
private class MyOnClickHandler implements View.OnClickListener {
private String num_str = "0123456789.";//11个运算符
private String operator = "+-*/%#";//5个运算符+1个结束符
private double saveNum = 0.0;//保存的值
private final String ExpressionError = "表达式错误!";//表达时错误时的报错信息
private final String DivByZeroError = "除数不能为零!";//除数为零时的报错信息
private final String ModByInt = "不能对小数或负数进行取余数操作!";//当对小数进行取模运算报错信息
private final String SqrtByNegative = "不能对负数开方!";//当对负数进行开方运算保存信息
private boolean setZero = false;//判断表达式是否需要清零，一旦使用“=”号，就需要清空表达式
private boolean resetInputZero = false;//判断输入框是否需要清零
//运算符优先级表。
// 第一维度表示先出现的运算符（栈顶元素），第二维度表示后出现（当前读入）的运算符。-1代表低于，1代表高于，0代表相等
//运算符集合分别为"+-*/%#"
private int[][] compare = {
{-1, -1, 1, 1, 1, -1}, //栈顶元素为+
{-1, -1, 1, 1, 1, -1}, //栈顶元素为-
{-1, -1, -1, -1, -1, -1}, //栈顶元素为*
{-1, -1, -1, -1, -1, -1}, //栈顶元素为/
{-1, -1, -1, -1, -1, -1}, //栈顶元素为%
{1, 1, 1, 1, 1, 0} //栈顶元素为#
};
//根据某个运算符计算出两个数字的结果，并返回结果
private double getRet(double a, double b, char c) throws Exception {
double ret = 0;//保存结果
switch (c) {//运算符
case '+': {//加法
ret = a + b;
break;
}
case '-': {//减法
ret = a - b;
break;
}
case '*': {//乘法
ret = a * b;
break;
}
case '/': {//除法
if (b == 0)
throw new Exception(DivByZeroError);
ret = a / b;
break;
}
case '%': {//取余数
if (b == 0)//如果除数为零
throw new Exception(DivByZeroError);
if ((a != (int) a || b != (int) b) || (a < 0 || b < 0))//如果对小数或负数进行取模操作
throw new Exception(ModByInt);
ret = a - ((int) (a / b)) * b;
}
}
return ret;//返回结果
}
//从int参数位置开始查找，返回someStr字符串中的任意字符在anotherStr字符串中第一次出现的位置
private int someOfStr_in_anotherStr(String someStr, String anotherStr, int startIndex) {
int index = anotherStr.length();//某个字符串中任意字符在另一个字符串中第一次出现的位置，初始值是另一个字符串的长度
int temp;//每次查找的结果
for (int i = 0; i < someStr.length(); i++) {
temp = anotherStr.indexOf(someStr.charAt(i), startIndex);//每次查找的结果
if (temp != -1 && temp < index)//如果查找成功，并且出现的位置更靠前，替换之前的值
index = temp;
}
if (index == anotherStr.length())//如果还是初始值，显然查找失败，返回-1
index = -1;
return index;
}
//遍历表达式字符串，根据算法计算出结果
private void calculate() throws Exception {
Stack<Character> opStack = new Stack<>();//运算符存储栈
Stack<Double> numStack = new Stack<>();//运算数字存储栈
char nowOption;//当前正在读入的运算符
char topOption;//当前运算符栈中栈顶的运算符
int start = 0;//表达式的新起始点，它之前的表达式已经使用过，不再使用
int end;//表达式中任意运算符位置，end和start中间的就是数字
int compareResult;//两个运算符优先级比较的结果
opStack.add('#');//先在运算符存储栈中放入一个结束符，当两个结束符相遇，计算正常结束
String tempExpression = expression + "#";//将另一个结束符加入表达式最后
while (start < tempExpression.length()) {//表达式新起点已经到表达式结尾，说明表达式读取完毕
//在表达式中找到最近的一个运算符的位置，运算符前的字符一般来说，就是数字了（比较特殊的就是负数了）
end = someOfStr_in_anotherStr(operator, tempExpression, start);
//如果两个运算符之间没有任何字符，也许是负数，需要进行进一步判断
if (end - start < 1) {//如果两个运算符之间没有数字，判断一下是否是负号
if (tempExpression.charAt(end) == '-') {//如果是负号，重新读取后面一个运算符，就可以将这个负数一次性读出来
start = end;//负数的开始位置
end = someOfStr_in_anotherStr(operator, tempExpression, start + 1);//获得后一个运算符位置
} else
throw new Exception(ExpressionError);//否则，必然是表达式有问题
}
//获得两个运算符之间的数字，如果生成的double类型数字出现问题，说明表达式有问题
try {
numStack.add(Double.valueOf(tempExpression.substring(start, end)));
} catch (Exception e) {
throw new Exception(ExpressionError);
}
start = end + 1;//表达式新的起始点
nowOption = tempExpression.charAt(end);//当前读入的运算符
do {
topOption = opStack.peek();//运算符栈中栈顶的运算符
//运算符栈顶运算符与当前读取的运算符优先级的比较结果。-1代表低于，1代表高于，0代表相等
compareResult = compare[operator.indexOf(topOption)][operator.indexOf(nowOption)];
if (compareResult > 0) {//如果当前运算符优先级高于运算符栈中栈顶运算符优先级，当前运算符入栈，继续读取表达式下一个字符
opStack.add(nowOption);
break;
} else if (compareResult < 0) {//如果低于，将前面的（优先级高的）表达式先运算出结果，再往后计算
if (numStack.size() < 2)//如果此时数字栈中数字少于两个，显然表达式错误，连续出现了多个运算符
throw new Exception(ExpressionError);
double b = numStack.peek();//第二个数字
numStack.pop();
double a = numStack.peek();//第一个数字
numStack.pop();
double ret = getRet(a, b, topOption);//两个数字的运算结果
numStack.add(ret);//将结果数字压入数字栈中
}
opStack.pop();//丢弃当前栈顶运算符，已经使用过了
} while (compareResult != 0);//两个运算符优先级比较结果为0，说明两个结束符相遇，计算正常完成
}
//如果到最后，运算符栈不为空，或者数字栈有超过一个值，说明表达式有误
if (numStack.size() == 1 && opStack.empty()) {
input = stripTrailingZeros(String.format(Locale.getDefault(), "%f", numStack.peek()));//运算结果存储
} else
throw new Exception(ExpressionError);
}
private String stripTrailingZeros(String input) {
int index = input.length();
if (input.contains(".")) {
for (int i = input.length() - 1; i > -1; i--) {
if (input.charAt(i) != '0') {
index = i + 1;
break;
}
}
if (input.charAt(index - 1) == '.')
index -= 1;
}
return input.substring(0, index);
}
//点击事件调用的主函数，同时处理计算过程中的异常
@Override
public void onClick(View view) {
String current = ((Button) view).getText().toString();//获得当前输入的字符
try {
/*
*将输入的字符分为三类：数字或小数点（数字类），运算符（+-*%/），其他操作符（倒数，正负号，等号）
* 数字类的输入，直接加入输入框
* 运算符输入，将之前输入框的数字字符和当前的运算符一起加入表达式，并清空输入框，等待下一次输入
* 如果输入框不为零，并且当前按下运算符，如+-*%，说明计算需要当前输入框的值，那么不清零
* */
//如果输入内容是数字或小数点，直接加入表达式字符串
if (num_str.contains(current)) {
//是否需要将输入框重置为零
if (resetInputZero) {
input = "0";//将输入框重置为零
resetInputZero = false;//不需要将输入框重置为零
}
//输入框默认值为零。如果当前输入框是零，应该用新输入的数字替换初始值零。
//其后的输入内容直接累加到输入框中。
//但是如果在零状态下输入小数点，应该累加。
if (input.equals("0") && !current.equals(".")) {
input = current;
} else if (!current.equals(".") || !input.contains(".")) {
input += current;
}
} else if (operator.contains(current)) {//如果输入的是运算符
//如果输入框中没有数字或小数点，说明是报错信息，不可以直接点击运算符。应该清零输入框。
if (someOfStr_in_anotherStr(num_str, input, 0) == -1) {
input = "0";
}
//一旦点击运算符，那么就不需要将输入框清零，因为输入框的值会参与后续运算
resetInputZero = false;
//如果输入框结果不为零，将输入框的结果加上运算符一起存入表达式中
//输入框的结果可能不是很合理，需要处理以后再加入表达式。如，小数结尾多余的零
if (!input.equals("0")) {
expression += stripTrailingZeros(input) + current;//将input输入字符串的内容存到表达式字符串中
input = "0";//将input置零
}
} else {//输入的是既不是运算符也不是数字，是其他操作符
if (someOfStr_in_anotherStr(num_str, input, 0) == -1) {
input = "0";
}
switch (current)//12个运算符
{
case "=": {//等号
//如果输入框不为零（防止表达式出错），才加入表达式
//同时，表达式中必须有操作符存在，才进行表达式求解
if (!input.equals("0") && someOfStr_in_anotherStr(operator, expression, 0) != -1) {
expression += stripTrailingZeros(input);//将最后输入的内容加入表达式
calculate();//对表达式求解
expression += "=";//显示结果的时候，多显示个等号，感觉比较友好
//进行等号运算后，表达式和输入框都可以考虑清零
setZero = true;
resetInputZero = true;
}
break;
}
case "+/-": {//正负号
//输入框的值为初始值零，那么这些操作没有任何意义
if (!input.equals("0")) {
//获取输入框的值，转化为小数后，去除小数后面无效的零
//Windows计算器似乎认为，负数不需要将输入框清零
input = stripTrailingZeros(String.format(Locale.getDefault(), "%f", -Double.valueOf(input)));
}
break;
}
case "sqrt": {//开根
if (!input.equals("0")) {
if (Double.valueOf(input) < 0)//负数不能开方运算
throw new Exception(SqrtByNegative);
input = stripTrailingZeros(String.format(Locale.getDefault(), "%f", Math.sqrt(Double.valueOf(input))));
resetInputZero = true;//输入框需要置零
}
break;
}
case "1/x": {//倒数
if (!input.equals("0")) {
input = stripTrailingZeros(String.format(Locale.getDefault(), "%f", 1 / Double.valueOf(input)));
resetInputZero = true;//输入框需要置零
}
break;
}
case "C": {//清空表达式和输入框
expression = "";
input = "0";
break;
}
case "CE": {//清除输入框
input = "0";
break;
}
case "Del": {//删除输入框的一个字符
if (input.length() == 1)//当输入框剩最后一个字符，还要删除，就恢复初始值零
input = "0";
if (!input.equals("0")) {//如果输入框不是零，那么删掉它最后一位
input = input.substring(0, input.length() - 1);
}
break;
}
case "MC": {//清除保存的值
if(saveNum!=0) {
saveNum = 0.0;//保存值归零
//清除保存值后，M+和M-不可用了
btn[23].setClickable(false);
btn[24].setClickable(false);
}
break;
}
case "MR": {//将输入框input的值替换为保存的值
if (saveNum != 0) {
input = stripTrailingZeros(String.format(Locale.getDefault(), "%f", saveNum));
resetInputZero = true;//输入框需要置零
}
break;
}
case "MS": {//保存当前输入框input的值
if(someOfStr_in_anotherStr(num_str,input,0)!=-1) {
saveNum = Double.valueOf(input);
//M+和M-可用了
btn[23].setClickable(true);
btn[24].setClickable(true);
resetInputZero = true;//输入框需要置零
}
break;
}
case "M+": {//保存值+=当前输入框的值
saveNum += Double.valueOf(input);
resetInputZero = true;//输入框需要置零
break;
}
case "M-": {//保存值-=当前输入框的值
saveNum -= Double.valueOf(input);
resetInputZero = true;//输入框需要置零
break;
}
}
}
} catch (Exception e) {
//如果计算时报错了，清空表达式，输出报错信息
expression = "";
input = e.getLocalizedMessage();
resetInputZero = true;//输入框清零
}
//显示表达式和当前输入的值
expressionOutputView.setText(expression);
ioView.setText(input);
//如果已经进行等号运算，清空表达式
if (setZero) {
expression = "";
setZero = false;//不需要清空表达式
}
}
}
}
- 布局文件
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<GridLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:rowCount="7"
android:columnCount="4"
tools:context=".MainActivity">
<!--6行4列
实现占满整个屏幕-->
<TextView
android:id="@+id/expressionOutputView"
android:layout_columnSpan="4"
android:layout_gravity="fill_horizontal"
android:layout_rowWeight="2"
android:text="0"
android:textSize="50sp"
/>
<TextView
android:id="@+id/input_outputView"
android:layout_columnSpan="4"
android:layout_gravity="fill_horizontal"
android:layout_rowWeight="2"
android:text="0"
android:textSize="50sp" />
<!--跨四列 自动填充 权重2-->
<Button
android:id="@+id/btn_c"
android:text="clear"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"
android:textColor="#E91E63"/>
<Button
android:id="@+id/btn_ce"
android:text="CE"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_div"
android:text="/"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_mul"
android:text="*"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_1"
android:text="1"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_2"
android:text="2"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_3"
android:text="3"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_sub"
android:text="-"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_4"
android:text="4"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_5"
android:text="5"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_6"
android:text="6"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_add"
android:text="+"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_7"
android:text="7"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_8"
android:text="8"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_9"
android:text="9"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_equal"
android:text="="
android:layout_rowSpan="2"
android:layout_gravity="fill_vertical"
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="2"
android:textSize="26sp"
android:textColor="#FFFFFF"
android:background="#E91E63"/>
<Button
android:id="@+id/btn_0"
android:text="0"
android:layout_columnSpan="2"
android:layout_gravity="fill_horizontal"
android:layout_columnWeight="2"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
<Button
android:id="@+id/btn_dot"
android:text="."
android:layout_columnWeight="1"
android:layout_rowWeight="1"
android:textSize="26sp"/>
</GridLayout>
