Android开发——简单计算器实现

分手后的思念是犯贱 2023-10-03 08:13 11阅读 0赞

**计算器项目，要求实现加、减、乘、除、求倒数、求平方根等简单运算。**

真机调试结果如下图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ExMzY4MDg5MzIz_size_10_color_FFFFFF_t_70][]

## 布局文件：main\_activity.xml ##

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
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        <ScrollView
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            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
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                android:orientation="vertical">
    
                <TextView
                    android:layout_width="match_parent"
                    android:layout_height="wrap_content"
                    android:gravity="center"
                    android:text="简单计算器"
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                <LinearLayout
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                    <TextView
                        android:id="@+id/tv_result"
                        android:background="#4E4B4B"
                        android:layout_width="match_parent"
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                        android:textSize="35sp" />
                </LinearLayout>
    
                <GridLayout
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                    android:layout_height="match_parent"
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                    >
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_cancel"
                        android:layout_width="85dp"
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                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_divide"
                        android:layout_width="85dp"
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                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="÷"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_multiply"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="×"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_clear"
                        android:layout_width="85dp"
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                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="C"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_seven"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
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                        android:text="7"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_eight"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="8"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp" />
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_nine"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="9"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_plus"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="+"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_four"
                        android:layout_width="85dp"
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                        android:backgroundTint="@color/gray"
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                        android:text="4"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_five"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="5"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_six"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
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                        android:text="6"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_minus"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="-"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_one"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="1"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_two"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="2"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_three"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="3"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <ImageButton
                        android:id="@+id/ib_sqrt"
                        android:layout_width="90dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:scaleType="centerInside"
                        android:src="@drawable/sqrt"
                        android:gravity="center"
                        android:layout_marginStart="4dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_reciprocal"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="1/x"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="28sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_zero"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="0"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_dot"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="."
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
    
                    <Button
                        android:id="@+id/btn_equal"
                        android:layout_width="85dp"
                        android:layout_height="70dp"
                        android:backgroundTint="@color/gray"
                        android:gravity="center"
                        android:text="＝"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="30sp"
                        android:layout_marginStart="5dp"/>
                </GridLayout>
    
            </LinearLayout>
        </ScrollView>
    
    
    </LinearLayout>

## 活动页面：MainActivity.java ##

package com.example.calculator;
    
    import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
    
    import android.os.Bundle;
    import android.view.View;
    import android.widget.TextView;
    import android.widget.Toast;
    import com.example.calculator.cal.CoreAlgorithm;
    
    public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
        
    
            private TextView tv_result; // 声明一个文本视图对象
            private double result =0; // 当前的计算结果
            private String showText = ""; // 显示的文本内容
            private final StringBuilder builder=new StringBuilder();  //存储运算式子的字符串构造器
    
    
            @Override
            protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        
                super.onCreate(savedInstanceState);
                setContentView(R.layout.activity_main);
                tv_result = findViewById(R.id.tv_result);
    
                int[] buttonSeq={
        
                        R.id.btn_cancel, // “取消”按钮
                        R.id.btn_divide,// “除法”按钮
                        R.id.btn_multiply , // “乘法”按钮
                        R.id.btn_clear , // “清除”按钮
                        R.id.btn_seven , // 数字7
                        R.id.btn_eight , // 数字8
                        R.id.btn_nine , // 数字9
                        R.id.btn_plus , // “加法”按钮
                        R.id.btn_four , // 数字4
                        R.id.btn_five , // 数字5
                        R.id.btn_six , // 数字6
                        R.id.btn_minus , // “减法”按钮
                        R.id.btn_one , // 数字1
                        R.id.btn_two , // 数字2
                        R.id.btn_three , // 数字3
                        R.id.btn_reciprocal , // 求倒数按钮
                        R.id.btn_zero , // 数字0
                        R.id.btn_dot , // “小数点”按钮
                        R.id.btn_equal , // “等号”按钮
                        R.id.ib_sqrt // “开平方”按钮
                };
    
                for(int buttonId:buttonSeq)
                    findViewById(buttonId).setOnClickListener(this);
    
                builder.append(0);
            }
    
    //符号分类
            //数字
            //四则运算符
            //小数点
            //根号，倒数，等号，直接出结果
            //CE C
    
    
            @Override
            public void onClick(View v) {
        
                int id=v.getId();
                String inputText="";
    
    //        if(result!=0){          //如果结果不为0，则按照结果进行运算
    //            clear();
    //            builder.append(result);
    //        }
    
    
                //若不为根号，因为根号按钮无法取值
                if(id!=R.id.ib_sqrt) {
        
                    inputText = ((TextView) v).getText().toString();
    
                    //判断是否为数字、小数点以及四则运算符
    
                    if (inputText.matches("\\d|\\.")) {
                 //输入是否为数字或点号
                        resultCheck();
                        if(builder.toString().equals("0")){
        
                            builder.deleteCharAt(builder.length()-1);}
    
                        builder.append(inputText);
                        if(verifyExp(builder.toString())){
        
                            refreshText(builder.toString());      //表达式正确刷新
                        }else{
        
                            builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);  //表达式不正确删除最后一位字符
                        }
    
    
                    } else if (inputText.matches("\\+|-|×|÷")) {
                //输入为四则运算符
    
                        resultCheck();
    
                        builder.append(inputText);
                        if(verifyExp(builder.toString())){
        
                            refreshText(builder.toString());
                        }else{
                                                       //更替运算符操作
                            builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);
                            builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);
                            builder.append(inputText);
                            refreshText(builder.toString());
                        }
    
                    }
                    else {
                                  //点击了CE C 1/X =
    
                        switch (inputText) {
        
                            case "CE":
                                resultCheck();
                                //有字符才能删除
                                if (builder.length() > 0) {
        
                                    builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);
                                    refreshText(builder.toString());
                                } else {
        
    
                                    Toast.makeText(this, "没有数字可删了", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                                }
                                break;
                            case "C":
                                refreshText("");
                                result=0.0;
                                builder.delete(0, builder.length());    //builder清空
                                builder.append(0);
                                break;
                            case "1/x":
                                resultCheck();
                                result=1/(CoreAlgorithm.calExp(builder.toString()));
                                refreshText("1/("+builder.toString()+")=\n"+result);
                                break;
                            case "＝":
                                resultCheck();
                                if(result==0.0) {
        
                                    result = CoreAlgorithm.calExp(builder.toString());
    //                                builder.append("=");//容易出错 ,按等号会把这个式子进行运算
                                    refreshText(builder.toString() + "=\n" + result);
                                }
                                break;
                            default:
                                Toast.makeText(this, "error", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                        }
    
                    }
                }else{
              // 点击了开根号,由于算法不支持有运算符在前,目前已经支持
                    resultCheck();  //经过一次检查结果被清零，结果存于builder中
                     result = Math.sqrt(CoreAlgorithm.calExp(builder.toString()));
                     refreshText("√(" + builder.toString() + ")=\n" + result);
    
                }
    
            }
    
            //检查整个表达式
            public boolean verifyExp(String exp){
               //验证整个表达式是否合法
                String lastNum="";
                String[] sp=exp.split("\\+|-|×|÷");      //将操作数分割出来
                char lastChar=exp.charAt(exp.length()-1);       //获得最后一个字符
    
                lastNum=sp[sp.length-1];     //取得最后一位操作数
    
                if(String.valueOf(lastChar).matches("\\+|-|×|÷"))  //如果当前符号为四则运算符
                {
        
                    lastNum="";
                    return exp.matches(".*(\\d[+-×÷])|.*(\\.[+-×÷])");      //验证最后的运算符是否符合只有一个原则
    
                }else{
                                                                  //最后一位为运算数
                    return  lastNum.matches("^[-]?\\d*\\.?\\d*");   //验证最后一位运算数是否合法
    
                }
            }
    
    
            // 刷新文本显示
            private void refreshText(String text) {
        
                showText = text;
                tv_result.setText(showText);
            }
    
            // 清空并初始化
            private void clear() {
        
                builder.delete(0, builder.length());
                showText="";
            }
    
            //基本每个出结果的按钮都要执行一次这个函数
            public void resultCheck(){
              //运算结果检查，有结果用结果，结果不为数字进行处理
                if(result!=0){
                  //如果结果不为0，则按照结果进行运算
                    String res=String.valueOf(result);
                    if(res.matches("^[-]?\\d*\\.?\\d*")){
           //若为浮点数字
                        clear();
                        builder.append(result);
                        result=0;    //结果不清零，检查的时候就会一直重复放入结果
                    }else{
              //若结果为字母，分母为0会返回Infinity，以及负数开方
                        clear();
                        builder.append("0");
                        result=0;
                    }
                }
    
                if(builder.length()==0){
        
                    builder.append(0);
                }
    
            }
    
    }

## 核心算法：CoreAlgorithm.java ##

package com.example.calculator.cal;
    
    
    import java.util.ArrayDeque;
    import java.util.Queue;
    import java.util.Stack;
    import java.util.regex.Matcher;
    import java.util.regex.Pattern;
    
    public class CoreAlgorithm {
        
    
            private static final Stack<Double> st = new Stack<>();      //原始数字栈
            private static final Queue<Double> qu = new ArrayDeque<>();  //序列化数字队列,
            private static final Queue<String> queOp = new ArrayDeque<>();        //符号队列
            private static final Queue<String> newQueOp = new ArrayDeque<>();
    
            public static double calExp(String exp) {
        
    
    
    //       String str="1+3*2-8/2+6";
    //        String str="1+3*2/1";
    
                //本算法似乎不支持符号在前面,目前算法已经改进
    
    
                //处理运算符在式子最后
                if (exp.matches(".*[\\+\\-×÷]")) {
        
                    exp = exp.substring(0, exp.length() - 1);
                }
    
                String[] sp; //存放分割数组
    
                //运算符在式子最前面
                if (exp.matches("[\\+\\-×÷].*")) {
        
                    String fistElem=exp.substring(0,1); //截取首个字符
                    exp=exp.substring(1);       //舍去首个字符
                    //分割字符，提取数字
                    sp = exp.split("\\+|-|×|÷");
                    if(fistElem.equals("-")){
               //首个字符为负号
                        sp[0]="-"+sp[0];        //添加负号
                    }
                }else{
          //没有符号在前
                    sp = exp.split("\\+|-|×|÷");
                }
    
                //之前直接分割字符会导致，数组第一位为空，导致程序无法运行
    
                for (int i = sp.length - 1; i >= 0; i--) {
        
                    if (sp[i].equals(".")) {
        
                        st.push(0.0);       //替换点号
                    } else {
        
                        st.push(Double.parseDouble(sp[i]));
                    }
    
                }
    
                //寻找匹配字符串
                Pattern p = Pattern.compile("\\+|-|×|÷");
                Matcher m = p.matcher(exp);
                while (m.find()) {
        
    
                    queOp.add(m.group());
                }
    
    //        for(int i=sp.length-1;i>=0;i--){
        
    //           System.out.println(st.pop());
    //        }
    
    //       int size=queNum.size();
    //       for(int i=0;i<size;i++)
    //           System.out.println(queNum.poll());
    
                //运算降级序列化
                while (st.size() > 0) {
        
    
                    String currOp;
    
                    if (queOp.size() > 0) {
        
                        currOp = queOp.poll();
                    } else {
        
                        currOp = "0";
                    }
    
                    switch (currOp) {
        
                        case "×":
                            st.push(st.pop() * st.pop());
                            break;
                        case "÷":
                            st.push(st.pop() / st.pop());
                            break;
                        case "+":
                            qu.add(st.pop());
                            newQueOp.add("+");
                            break;
                        case "-":
                            qu.add(st.pop());
                            newQueOp.add("-");
                            break;
                        default:
                            qu.add(st.pop());
    
                    }
                }
    
                //正常运算
                if (qu.size() > 0) {
        
                    double res = qu.poll();
                    while (qu.size() > 0) {
        
    
                        String op = "";
                        if (newQueOp.size() > 0) {
        
                            op = newQueOp.poll();
                        } else {
        
                            op = "none";
                        }
    
                        switch (op) {
        
                            case "+":
                                res += qu.poll();
                                break;
                            case "-":
                                res -= qu.poll();
                                break;
                            default:
                                System.out.println("none");
                        }
    
                    }
    
                    return res;
    
                }
    
                return 0.0;
            }
    }

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