java课程设计-模拟科学计算器(DOC)

1、“ / 胆上丫SHANDONG UNIVERSITY OF SCIENCE AWD TECHNOLOGYJAVA 课程设计说明书题目：模拟科学计算器姓名:学号:班级：网络工程 11-211-2山东科技大学20132013 年 1111 月 7 7 日目录1 课设任务及要求. 31.1 课设任务. 31.2 设计要求. 32 需求分析 . 22.1 设计背景. 22.2 需求获取. 32.3 程序功能图. 43 设计思路. 43.1 界面布局. 43.2 类的定义. 53.3 变量的定义. 54 详细设计. 64.1 整体概述. 64.2 误操作处理. 74.3 流程图和结构图. 85 系统调试

2、. 115.1 程序界面. 115.2 运行界面. 116 心得与体会. 157 参考文献. 168 附录. 16第3页1 课设任务及要求1.1课设任务：要求：界面模拟Windows中的计算器程序。实现基本数学运算、函数等功能：加、减、乘、除、阶乘、正弦、余弦和指数运算。实现要点：添加相关组件并进行按钮事件处理。要求提交Application和Applet两个版本的程序。1.2设计要求1设计的java计算器应用程序可以完成加法、减法、乘法、除法和取余运算，和cos，sin，tan等三角函数功能以及阶乘和指数等运算，且有小数点、正负号、求倒数、退格和清零功能。具体可参考windows附件下的计算

3、器2课程设计使用Eclipse4.2等作为程序编译和运行测试的 开发平台，采用JDK-7u25作为java开发环境，使用Microsoft Office Visio 2007作为绘图工具。第4页3认真按时完成课程设计报告，制作演讲PPT积极报名上 讲台向大家演示和讲解自己的程序。提交打印版的报告以及电子 版的原稿和Application和Applet两个版本的程序代码。2需求分析2.1设计背景本程序是老师提供的几个课程设计题目中比较中等的题目。 要求实现模拟的科学计算器功能，主要包括加减乘除四则运算和 阶乘，三角函数以及指数的运算。具体的功能我参考了Windows7下的计算机小程序，并根据其界

4、面设计了java小程序界面，根据其功能对自己设计的计算器小程序进行了功能的适当增加与 修改。在实现了课程设计题目要求的基础上，自己又增添了对数 函数，幕函数，三角函数，取余等我们常用到的功能比较简单的 函数。由于本函数涉及的函数以及按键数目较多，故没有采用面向对象的设计方法，没有对每个功能封装成函数调用，而是针对 每个按键的动作事件直接采用了算法的编写。最终实现了全部的功能，但是由于时间有限，许多功能没有坐到很到位的优化，或 许还存在着许多了漏洞，欢迎老师和同学的批评指正，我一定会第5页不断完善。2.2需求获取本程序的设 计过程，按照题 目的要 求，我认 真参考了Win dows7下计算器小程

5、序的运行界面与运行操作与结果， 对我自 己设计的程序的需求展开了进一步的研究。 主要得到以下几点需 求：1.必须实现题目要求的和Windows7下计算器下的基本功能， 并能正确运行。2.必须使程序具有清空，清除，退格和正负数，小数点的基 本功能。3.必须要修程序可以进行连续运算，即如“1+2+3+4,1*2+4-4”等连续运算4.必须使用可视化界面，按键布局简单明了，使人一看就懂，直接可以上手操作。界面要做到简单明了，通俗易懂，和蔼可亲。5.必须有用户错误操作， 输入不规范的警告与提示， 提醒用 户正确操作。6.程序必须经过严格的测试与运行，保证没有明显的BUG和 程序崩溃状况，要经得起用户的

6、长时间使用。第6页2.3程序功能图功能图如下:-E-E-模 拟 科 学 计 算 器u- E-Z=T-1I-rZ- - i=1.可视优 操作算商：数据输入：四则运算 角函数=：-抬数运算：=阶乘运算：;*结采输出“3设计思路3.1界面布局本应用程序继承自框架类 （JFrame）,采用BorderLayout边缘布局和GridLayout网格布局相结合的布局管理方式，将单行文本框加入到“North”区域，包含各种按钮的面板JPanel p按 照网格布局的顺序加入到其他区域。 将文本框放到界面上方，将 指数函数放到界面下方，将三角函数放到界面左边，将基本四则 运算放到界面的右面，使得界面第7页的整体

7、布局合理整洁，易于上手。3.2类的定义本程序主要定义了一个主函数和三个类：public static void mai n(Stri ng args):程序的主函数，Application程序的主要实现标志，调用上文中定义的类class C1:程序主类，定义了整个界面的布局，和针对每个按钮的动作监听，以及每个动作所对应的具体的操作， 计算的运行和输出主函数。class jiecheng:定义了阶乘运算(fff)的算法实现。class Mymath定义了asinh、acosha、tanh三个Math.中不包含的三角函数及其算法实现3.3变量的定义字符串变量String a，c，s用来储存数字和符

8、号以及运算结 果。整形变量flagdenghao，flagyunsuan，lastyunsuanCount变量countxiaoshudian用来统计小数点出现的次数第8页4 详细设计4.1.整体概述首先，程序定义了三个类：一个主类，两个主类里调用的辅 助类。分别实现，计算器主要功能的实现，阶乘算法的实现，和 反三角函数算法的实现。其次，对于C1主类，首先在框架JFrame下定义了每个触击 式组件，即JButton命令式按钮。并采用了BorderLayout边缘 布局和GridLayout网格布局相结合的布局管理方式。将文本框，Str1（数字运算），Str2（三角函数），Str3（反三角函数）

9、和Str4（指数函数）合理的排布在整个框架下。然后，定义了每个JButton命令式按钮代表的数字，符号和 函数，并且通过public void actionPeformed（ActionEvente）函数定义了每个按钮对应的动作监听，从而确定了鼠标点击每个按钮时可以实现对应的不同的算法。接下来，就是每个运算所对应的算法实现，这里以加法运算为 例：1.首先用户输入一个数字， 程序用String s暂时储存， 并 通过JTexField（）文本编辑框显示出来。2.接着，用户按下“+”按钮，触发按钮事件，先判断是数字或者是符号，当触发事件之前输入的是符号时“.”没有输入 数字时，程序采用Double

10、.valueOf()，将输入的“.”进行强制 类型转换成“0.”。当用第9页户输入正常数字时，程序首先将s内的数据储存到a中，同时将a中的内容清空，以便输入加数，并再 次储存到s中，并通过JTexField()文本编辑框显示出来。3.当用户按下“二”按钮时，程序首先进行判断是否flagyunsuan=0，当flagyunsuan=0是说明是第一次按“二”按 钮，接下在判断“二”之前是否是空值或符号，当判断flagdenghao =ture的时候可以进行运算。将运算结果存入a中，并再次通过JTexField()文本编辑框显示出来。4.接下来还要对运行的结果通过Double.valueOf()进行

11、强 制类型转换。因为储存数据的s和a都是String型变量，而要 求的输出结果却是double类型的变量，所以要转换以后输出。5.输出完毕以后，必须判断是否使用本次运算结果进行下一 步的运算，如果是的话则通过switch (lastyunsuan)来判断接下 来需要进行的运算，再重复上面的步骤。4.2.误操作处理由于用户操作的不确定性，有时可能不会严格按照程序说明 书进行对应的操作，经常会发生误操作。这便对程序的操作性要求大大提高。这就要求程序做到以下几点：1.程序不能因为操作失误而崩溃。第10页2.程序要可以给用户发出错误警报。3.程序要可以对错误进行适当的修改。而本程序经过反复误操作运行，

12、已经可以保证程序不会因为 误操作而发生崩溃。其次，本程序采用了Toolkit.getDefaultToolkit().beep()函数， 可以使程序发出“beep”声音的警报。最后，本程序对一些显而易见的错误，比 如输入小数时可以自动把用户输入的“.”强制转化为“0.”等。 从而保证了，当遇到各种误操作的时候程序可以正常运行。43流程图和结构图1.程序流程图第11页4 a ! UJa模拟科学订篦器I Jt = I LS flHI I J I ia Lal I a I L I I It I,! I I d I *1TFB :Classjicchcng-类的芮明界面布总设汁T:Classynuit

13、h:刈作Pfl迄文!”T肋迫函数:rn ：i X X、/ ! - T-沪dvt HIK-91霊程序IVB.i r *F第13页5 运行与调试5.1程序界面计算器界面如下:5.2运行界面注：由于本程序要实现的功能过多，这里只采用部分具有代表性的功能的截图作为参考。1.加法操作第14页程序可以正确运行8+5=132.除操作第15页程序可以正确运行9/3=33.sin函数运算可以正确运行sin(n) = 0(由于本函数采用弧度运算，这里取 了n的近似值3.14进行的运算，所以运算结果只能约等于1)4.指数运算第16页本程序可以正确运行2的立方二85.阶乘运算第17页本程序正确实现了9的阶乘二3628

14、806 心得与体会本次课程设计在我的努力编写下顺利完成了。 设计过程中我 付出了劳动与汗水，遇到过很多的困难和挫折，而且我们最终都 战胜了他们，获得的最大收货，我认为并不是我设计成功了一个 多么了不起的程序，而是我在设计过程中遇到的困难和解决它的 方法与经验才是最值得我认真体会的地方。通过本次设计过程我发现了我们学习知识的严重不足，许多设计过程中常用到的知识，我们掌握的并不好。还要时常去查课 本，有的甚至一点印象都没有，我认为这一切的原因在于我们不 去用他，俗话说孰能生巧。对于所学的知识我们要善于使用。我还发现，一些问题不能只凭借自己的主观去臆想判断，实 践才是硬道理，实践出真知。只有通过自身

15、去调查去分析得出的 结论，才最接近事实，软件的开发切忌不能想当然的去看问题， 毕竟只有动手做了才知道对与不对。本次实验过后，不仅锻炼了我的设计分析能力，编程能力，最重要的是锻炼了我面对问题的应变与解决能力。 只有把自己所 学的知识，和自己的经验，老师的指导相互结合起来，才能在学 习的道路上少走弯第18页路，并实现自己想要的目标。最后，再次感谢java程序设计赵建立老师的指导，感 谢有关同学提供的帮助，最后祝愿java这门课越学越好。7 参考资料Java程序设计教程(第2版)雍俊海 清华大学出版社Java程序设计实验指导雍俊海清华大学出版社Java语言使用教程丁振凡北京邮件大学出版社8 附录由于

16、本程序涉及的代码量过于庞大，这里只给出几个有代表 性的算法的代码，完整的代码请参考电子版的代码附录。部分程序源代码如下：class jiecheng public static double fff(double n)if(n=0)return 1;elsereturn n*fff(n-1);class Mymath public static double asinh(double x)return Math.log(x+Math.sqrt(x*x+1);public static double acosh(double x)return Math.log(x+Math.sqrt(x*x-1

17、);第19页public static double atanh(double x)return 0.5*Math.log(1+x)/(1-x);public class C1 implements ActionListener/,KeyListenerpublic C1() JFrame frame = new JFrame();Container con = frame.getContentPane();con.setLayout(new BorderLayout(10,10);panel1 = new JPanel();panel2 = new JPanel();panel3 = new

18、 JPanel();panel4 = new JPanel();panel1.setLayout(new GridLayout(6,4,5,5);panel2.setLayout(new GridLayout(4,2,2,2);panel3.setLayout(new GridLayout(4,2,3,3);panel4.setLayout(new GridLayout(2,4,4,4);panel5 = new JPanel();panel5.setLayout(new CardLayout();Stringstr1for(int i=0;istr1 .l ength;i+)bi = new

19、 JButton(str1i);bi.addActionListener(this);panel1.add(bi);String str2 = lnv,ln,sin,cos,tan,sinh,cosh,tanh; for(int i = 0;istr2.length;i+)b2i = new JButton(str2i);b2i.addActionListener(this);panel2.add(b2i);String str3 = lnv,ex,asin,acos,atan,asinh,acosh,atanh; for(int i =0;istr3.length;i+)b3i = new

20、JButton(str3i);b3i.addActionListener(this);第20页panel3.add(b3i);panel5.add(one,panel2);panel5.add(two,panel3);(CardLayout)panel5.getLayout().show(panel5, one);String str4 = 1/x,sqrt,xA2,xA3,xAy,3V,yVx,log,10Ax,n!;for(int i=0;i= 1)第21页Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); elses+=.;System.out.println(s);

21、System.out.println(sength(); if(s.equals(.)System.out.println(true); elseSystem.out.println(false);textfield.setText(s);textfield.requestFocus(); countxiaoshudian+;/-else if(e.getSource()=b3)/if(flagyunsuan=0)if(s = )if(flagdenghao = false) a = 0;elseflagdenghao = false;elseif(s.equals(.)s = 0.;a = Double.valueOf(s);elseif(s !=)if(s.equals(.)s = 0.;c