课程设计（论文）GTK图形界面编程计算器的实现

1、目录 1 引言引言. 1.1 课题背景课题背景. 1.2 课程设计目的课程设计目的. 1.3 课程设计任务课程设计任务. 2 系统需求分析系统需求分析 . 2.1 功能需求分析功能需求分析. 2.2 性能需求分析性能需求分析. 3 总体设计总体设计. 3.1 功能模块分析与设计功能模块分析与设计. 3.2 系统功能模块设计系统功能模块设计. 4 系统功能测试系统功能测试 . 4.1 一个一个 helloworld 窗口窗口. 4.2 计算器功能测试计算器功能测试. 5 课程设计总结课程设计总结. 参考文献参考文献. 1 引言 1.1 课题背景 简单的计算器是一种能实现加、减、乘、除等简单运算的

2、工具。要实现计算功能， 可以用 c 语言的知识和 gtk+编写程序来解决此问题。该计算器大大的降低了数字计 算的难度及提高了计算的准确度和精确度。该计算器使用非常简单和方便，对广大中 小学生的学习有巨大帮助作用，也对在职人员的工作有点帮助作用。 gtk+2.0 是自由软件，并且是gnu 工程的一部分1。gtk+2.0 的许可协议 lgpl，允许任何开发者使用(包括那些开发中的专利软件)且不收任何费用。gtk+2.0 是当今惟一百分之百零付费的工业级的图形界面开发工具。本设计就以 gtk+2.0 为 开发工具，全面展示在linux 平台上开发应用程序的各个侧面，也展现在linux 平台上 开发图

3、形界面应用程序。 计算机信息管理技术的应用，除了能在相当大的程度上代替人工作业，从而减少 人员工作量，减轻工作负担，减少工作中因人为原因而产生的错误从而避免不必要的 损失外，更重要的是能建立准确畅通、简便的信息流通渠道，为工作提供所需要的准 确、及时的信息以帮助做出正确而及时的选择与决定，从而给采用这门技术的单位带 来了巨大的可见或不可见的利益与效益。 1.2 课程设计目的 现在大多数的计算器都具备+，-，*，/等四则运算的功能。用计算器来算数显然比 用脑袋或用纸笔计算要来得方便。讲究高效的我们势必要用到傻瓜设备（就是拿到手 看看说明就知道怎样使用的东东） 。当我们看到一个很长很大的表达式需要

4、得到结果时， 我们就会想到计算器，这样，本程序就是为解决大家基本四则运算的问题而产生的。 只要你读懂说明，那么你所输入的表达式就一定能得到正确的结果。 本文主要基于对表达式的分析并利用 c 进行编程进而实现算法的。与 java 和 c# 等其他高级语言相比，c 在程序运行效率、内存使用的可控性和编程的灵活性上均具 有较大的优势2，与汇编语言和 c 语言更具有面向对象的优点，因此本文采用 ubuntu linux 操作系统以及 gtk+2.0，以达到算法快速有效地执行。 1.3 课程设计任务 本课程设计内容是在 linux 平台下开发一个简单的计算器程序，采用 gcc 编程工 具和 gtk+2.

5、0 工具包等软件为开发工具以及 c 语言知识实现图形化的计算器程序。该 程序能够实现的对整数的加减乘除和小数的加减乘除。 2 系统需求分析 2.1 功能需求分析 （1）整数之间的加减乘除运算，如：1+2、6-5、24/12、90*2 等。 （2）小数之间的加减乘除运算，如：1.2+2.3、3.1-1.2、4.2*1.9、66.1/2.1 等。 （3）小数与整数之间的加减乘除运算，如：1.4+4、2.4*6 等。 2.2 性能需求分析 （1）硬件环境 处理器：奔腾 4 或以上。 内存：128mb 或以上。 硬盘空间：20m 以上。 （2）软件环境 操作系统：linux kernel 2.6.20

6、 以上版本。 工具软件：gtk+2.0 工具包、gcc 编程工具。 （3）技术需求 gcc，即 gnu compiler collection，gnu 编译器套装，是一套由 gnu 开发的编 程语言编译器。它是一套以 gpl 及 lgpl 许可证所发行的自由软件，也是 gnu 计 划的关键部分，亦是自由的类 unix 及苹果电脑 mac os x 操作系统的标准编译器。可 处理 c、c+、 fortran、pascal、objective-c、java, 以及 ada 与其他语言3。 gtk+是一种图形用户界面工具包。也就是说，它是一个库（或者，实际上是若干 个密切相关的库的集合） ，它支持创

7、建基于 gui 的应用程序4。可以把 gtk+ 想像成 一个工具包，从这个工具包中可以找到用来创建 gui 的许多已经准备好的构造块。使 用 gtk+ 这样的库比起编写自己的 gui 代码来有多个优势。例如，它可以显著节约 开发时间，让开发人员把精力集中在项目真正重要和真正独特的地方，而不必重复公 共的功能。对于用户来说，这意味着 他们使用的应用程序之间具有更好的一致性：工 具包能在哪使用，应用程序就能跟到哪里。就像使用 lego 一样，所有的人都使用同 一兼容尺寸这一事实，意味着设计可以在使用库的人之间共享，不论他们在哪里使用 它。 3 总体设计 3.1 功能模块分析与设计 本计算器主要是完

8、成整数之间、小数之间、整数和小数之间的加减乘除的运算， 使用 gtk+完成界面布局。 根据需求分析的结果,总体结构如图 3-1 所示。 图 3-1 总体结构图 3.2 系统功能模块设计 本课程设计所实现的计算器可以分为以下几个模块实现： 简单的计算器 整数 间的 四则 运算 小数 间的 四则 运算 整数 小数 间的 四则 运算 （1）图形界面设计 （2）数字键处理模块 （3）小数点处理模块 （4）加减乘除运算按键处理模块 （5）结果按键，即等号处理模块 （6）清除模块 3.2.1 图形界面设计 此程序采用一个纵向盒状容器和多个横向盒状容器来设计界面。另外在单行输入控 件的阅读方向属性上用函数

9、gtk_widget_set_direction 设定为 gtk_text_dir_rtl， 即从右向左，使此控件的数字显示更像一个计算器的显示屏。 （1）主窗体关键代码： window = gtk_window_new(gtk_window_toplevel); /主窗体 g_callback(gtk_main_quit),null); gtk_window_set_title(gtk_window(window),我的计算器); /窗体名称 gtk_window_set_position(gtk_window(window),gtk_win_pos_center); gtk_contain

10、er_set_border_width(gtk_container(window),10); vbox = gtk_vbox_new(false,0); gtk_container_add(gtk_container(window),vbox); hbox = gtk_hbox_new(false,0); gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox,false,false,5); （2）各个按键布局的关键代码： label = gtk_label_new(calculator); /标签名称 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox),la

11、bel,true,true,5); button = gtk_button_new_with_label(c); /清除按键 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox),button,true,true,5); 构建一个hbox1容纳数字“1” 、 “2” 、 “3” 、 “+”四个按键： hbox1 = gtk_hbox_new(false,0); /hbox1 的构建 gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox1,false,false,5); button = gtk_button_new_with_label(3); /按键 3 g

12、tk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),button,true,true,5); g_callback(on_num_clicked),null); button = gtk_button_new_with_label(2); /按键 2 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),button,true,true,5); g_callback(on_num_clicked),null); button = gtk_button_new_with_label(1); /按键1 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),

13、button,true,true,5); 类似的构建 hbox2 控件容纳“4” 、 “5” 、 “6”和“-”四个按键，hbox3 容纳“7” 、 “8” 、 “9”和“*”四个按键，hbox4 容纳“0” 、 “.” 、 “=”和“/”四个按键。 而对于 hbox1hbox4，是控件 vbox 的子类，布局如下： gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox1,false,false,5); gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox2,false,false,5); gtk_box_pack_start(gtk_box(vbo

14、x),hbox3,false,false,5); gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox4,false,false,5); 3.2.2 数字键处理模块 数字按钮 09 的功能是向计算器输入数字，通过计算和定位，最后显示出来，所 以它们的回调函数都是同一个，只不过传递的参数根据不同的按钮传递不同的数字， 关键代码如下： void on_num_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) /当数定键按下时执行 const gchar *num; gint i; if(have_result) clear_all(); /有

15、结果则全部清除 if(count = 6) return; /够6位数则不能再输入数字 count+; num = gtk_button_get_label(gtk_button(button); /取数 i = g_strlcat(number,num,100); /保存 if(first) nn = strtod(number,null); /数一 else mm = strtod(number,null); /数二 gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),number); /显示 3.2.3 小数点处理模块 小数点按钮的回调函数是较特殊的一个。首先小数点在

16、一个数中只能出现一次，再 按的话则不起作用，小数点按钮在点击后要对所输入的数字做一下处理，使之成为浮 点数，并且让后续数字也转换为相应的浮点数字，关键代码如下： void on_dot_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) /当小数点按下时 gint i; if(have_result) clear_all(); /全部清除 if(have_dot = false) /如果无小数点则可以 have_dot = true; i = g_strlcat(number,.,100); gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry)

17、,number); /如果有小数点则不输出 3.2.4运算按键处理模块 本计算器软件只有加减乘除4种运算功能，这4个运算按钮用了同一个回调函数，根 据传递的参数设定当前的计算方法。其关键代码如下： switch(gpointer_to_int(data) case 1: /当+时 s = 1; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0; break; case 2: /当-时 s = 2; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; coun

18、t = 0; break; case 3: /当*时 s = 3; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0; break; case 4: /当/时 s = 4; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0; break; 3.2.5 等号按键处理模块 等号按钮的回调函数是根据当前的计算方法进行相应的运算，并将运算结果输出到 单行输出控件中。其关键代码如下： switch(s) /判断四则运算的符号 case 1: /当

19、+时 numb = nn+mm; break; case 2: /当-时 numb = nn-mm; break; case 3: /当*时 numb = nn*mm; break; case 4: /当/时 numb = nn/mm; break; 3.2.6 清除模块 清除按钮的功能是清除当前显示，同时清除所有标记，将标记设为默认等。关键代 码如下： void clear_all (void) /清除所有相关标记 gint i; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); nn = 0;/第一个数清零 mm = 0 ;/第二个数清零 s = 0; coun

20、t = 0 ; first = true; have_dot = false;/小数点标记 have_result = false;/结果标记 for(i = 0 ; i 100 ; i+) numberi = 0; 4 系统功能测试 4.1 一个 helloworld 窗口 本例子是使用 gtk+2.0 编写一个 helloworld.c 的程序，用以显示一个窗口，并且在 这个窗口的标题栏上显示字符串“hello，world！”。程序截图如图 4-1。 图 4-1 使用 vim 编写 helloworld.c 运行 gcc -wall helloworld.c -o helloworld p

21、kg-config -cflags -libs gtk+-2.0命令编译后， 执行./helloworld 出现窗口，如图 4-2 所示。 图 4-2 helloworld 窗口 4.2 计算器功能测试 (1)计算器主界面，如图 4-3 所示。 图 4-3 计算器主界面 (2)加法运算演示：55+346=401，如图 4-4、4-5、4-6 所示。 图 4-4 输入 55 图 4-5 输入 346 图 4-6 按下等号得出结果 （2）乘法运算演示：321*22=7062，如图 4-7、4-8、4-9 所示。 图 4-7 输入 321 图 4-8 输入 22 图 4-9 按下等号输出结果 （3）

22、除法运算演示：100/3=33.33333，如图 4-10、4-11、4-12 所示。 图 4-10 输入 100 图 4-11 输入 3 图 4-11 按下等号输出结果 5 课程设计总结 通过两周周的数据结构课程设计，我顺利的完成了linux平台下图形界面计算 器设计的课程设计。感觉在这次课程设计中自己受益匪浅，不仅将以前在课堂上学到 的东西从新又巩固了一遍，并且又有所创新，将数据结构的知识与linux知识相结合， 做出了功能丰富的应用程序，还有就是同时发现了以前的不足，及时的弥补！ 在课程设计中遇见的课题中的很多技术问题，当然要感谢邓老师能给予认真的指 导，并培养我们独立自立的能力，让我们

23、对自学能力有了很高的提高，在各方面，提 高了我们的主动积极性。同时也要谢谢同学们的相互帮助，感谢有了这些，我才能很 好的顺利的完成我的这次课程设计。 参考文献 1宋国伟.gtk+2.0 编程范例北京：清华大学出版社，2002.11 2谭诰强.c 程序设计北京：清华大学出版社，2004.6 3kurt wall et al.gun/linux 编程指南（第二版）北京：清华大学出版社，2002.6 4严蔚敏，吴伟民.数据结构(c 语言版) 北京：清华大学出版，2009.4 源程序清单： #include #include static gtkwidget *entry; /定义单行输入控件来显示输

24、入输出的数字 gint count = 0 ; /计位 gdouble nn = 0 ; /计数一 gdouble mm = 0 ; /计数二 gint s = 0 ; /算法 gboolean first = true; /首次输入 gboolean have_dot = false; /是否有小数点 gboolean have_result = false; /是否有结果输出 gchar number100; /保存用户输入的数字 void clear_all (void) /清除所有相关标记 gint i; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); n

25、n = 0; mm = 0 ; s = 0; count = 0 ; first = true; have_dot = false; have_result = false; for(i = 0 ; i 100 ; i+) numberi = 0; void on_num_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) /当数定键按下时执行 const gchar *num; gint i; if(have_result) clear_all();/有结果则全部清除 if(count = 6) return; /够 6 位数则不能再输入数字 count+;

26、num = gtk_button_get_label(gtk_button(button);/取数 i = g_strlcat(number,num,100);/保存 if(first) nn = strtod(number,null);/数一 else mm = strtod(number,null);/数二 gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),number);/显示 void on_dot_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) /当小数点按下时 gint i; if(have_result) clear_al

27、l();/全部清除 if(have_dot = false) /如果无小数点则可以 have_dot = true; i = g_strlcat(number,.,100); gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),number); /如果有小数点则不输出 void on_clear_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) clear_all();/全部清除 void on_suan_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) /当计算按钮 +，-，*，/ 按下时 gint i;

28、 switch(gpointer_to_int(data) case 1: /当+时 s = 1; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0; break; case 2: /当-时 s = 2; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0; break; case 3: /当*时 s = 3; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0

29、; break; case 4: /当/时 s = 4; gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),); first = false ; count = 0; break; have_dot = false; for(i = 0 ; i 100 ; i+) /清除数字 numberi = 0; void on_eq_clicked (gtkbutton* button,gpointer data) /当等号键按钮按下时 double numb; gchar num100; gchar *result; switch(s) case 1: /当+时 numb = n

30、n+mm; break; case 2: /当-时 numb = nn-mm; break; case 3: /当*时 numb = nn*mm; break; case 4: /当/时 numb = nn/mm; break; result = g_ascii_dtostr(num,100,numb); gtk_entry_set_text(gtk_entry(entry),result); have_result = true; int main ( int argc , char* argv) gtkwidget *window; gtkwidget *vbox; gtkwidget *

31、hbox,*hbox1,*hbox2,*hbox3,*hbox4; gtkwidget *button; gtkwidget *label; gtk_init( window = gtk_window_new(gtk_window_toplevel); /主窗口 g_signal_connect(g_object(window),delete_event, g_callback(gtk_main_quit),null); gtk_window_set_title(gtk_window(window),我的计算器); /主窗口标签栏 gtk_window_set_position(gtk_win

32、dow(window),gtk_win_pos_center); gtk_container_set_border_width(gtk_container(window),10); vbox = gtk_vbox_new(false,0); gtk_container_add(gtk_container(window),vbox); hbox = gtk_hbox_new(false,0); gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox,false,false,5); label = gtk_label_new(calculator); gtk_box_pack_

33、start(gtk_box(hbox),label,true,true,5); button = gtk_button_new_with_label(c); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox),button,true,true,5); g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_clear_clicked),null); entry = gtk_entry_new(); gtk_widget_set_direction(entry,gtk_text_dir_rtl); gtk_box_pack_

34、start(gtk_box(vbox),entry,false,false,5); hbox1 = gtk_hbox_new(false,0);/定义 hbox1 容纳 3、2、1、+ gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox1,false,false,5); button = gtk_button_new_with_label(3);/按键 3 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),button,true,true,5); g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback

35、(on_num_clicked),null); button = gtk_button_new_with_label(2);/按键 2 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),button,true,true,5); g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_num_clicked),null); button = gtk_button_new_with_label(1);/按键 1 gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),button,true,true,5); g

36、_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_num_clicked),null); button = gtk_button_new_with_label(+);/按键+ g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_suan_clicked),(gpointer)1); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox1),button,true,true,5); hbox2 = gtk_hbox_new(false,0);/定义 hbox2 容

37、纳 6、5、4、- gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox2,false,false,5); button = gtk_button_new_with_label(6);/按键 6 g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_num_clicked),null); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox2),button,true,true,5); button = gtk_button_new_with_label(5);/按键 5 g_signal_connec

38、t(g_object(button),clicked, g_callback(on_num_clicked),null); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox2),button,true,true,5); button = gtk_button_new_with_label(4);/按键 4 g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_num_clicked),null); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox2),button,true,true,5); button

39、= gtk_button_new_with_label(-);/按键- g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_suan_clicked),(gpointer)2); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox2),button,true,true,5); hbox3 = gtk_hbox_new(false,0);/定义 hbox3 容纳 9、8、7、* gtk_box_pack_start(gtk_box(vbox),hbox3,false,false,5); button = gtk_button_new_with_label(9);/按键 9 g_signal_connect(g_object(button),clicked, g_callback(on_num_clicked),null); gtk_box_pack_start(gtk_box(hbox3),button,true,true,5); button = gtk_button_new_with_label(8);/按键 8 g_signal_connect(g_object(button)