1、<p>　　JAVA課程設(shè)計說明書</p><p>　　題目：模擬科學(xué)計算器 </p><p>　　姓名： </p><p>　　學(xué)號： </p><p>　　班級： 網(wǎng)絡(luò)工程11-2 </p><p>　　2013年11月7日</p><p>&l

2、t;b>　　目錄</b></p><p>　　1 課設(shè)任務(wù)及要求1</p><p><b>　　1.1課設(shè)任務(wù)1</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計要求1</b></p><p><b>　　2 需求分析2</b></p>

3、<p>　　2.1 設(shè)計背景2</p><p>　　2.2 需求獲取3</p><p>　　2.3 程序功能圖4</p><p><b>　　3 設(shè)計思路4</b></p><p>　　3.1 界面布局4</p><p>　　3.2 類的定義5</p><

4、p>　　3.3變量的定義5</p><p><b>　　4 詳細(xì)設(shè)計6</b></p><p><b>　　4.1整體概述6</b></p><p>　　4.2 誤操作處理7</p><p>　　4.3流程圖和結(jié)構(gòu)圖8</p><p><b>　　5

5、 系統(tǒng)調(diào)試11</b></p><p>　　5.1 程序界面11</p><p>　　5.2 運行界面11</p><p>　　6 心得與體會15</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　8 附錄16</b>&

6、lt;/p><p>　　1 課設(shè)任務(wù)及要求</p><p>　　1.1課設(shè)任務(wù)：  </p><p>　　要求：界面模擬Windows中的計算器程序。</p><p>　　實現(xiàn)基本數(shù)學(xué)運算、函數(shù)等功能：加、減、乘、除、階乘、正弦、余弦和指數(shù)運算。</p><p>　　實現(xiàn)要點：添加相關(guān)組件并進(jìn)行按鈕事

7、件處理。</p><p>　　要求提交Application和Applet兩個版本的程序。</p><p><b>　　1.2設(shè)計要求</b></p><p>　　①設(shè)計的java計算器應(yīng)用程序可以完成加法、減法、乘法、除法和取余運算，和cos，sin，tan等三角函數(shù)功能以及階乘和指數(shù)等運算，且有小數(shù)點、正負(fù)號、求倒數(shù)、退格和清零功能。具體可

8、參考windows附件下的計算器</p><p>　　②課程設(shè)計使用Eclipse4.2等作為程序編譯和運行測試的開發(fā)平臺，采用JDK-7u25作為java開發(fā)環(huán)境，使用Microsoft Office Visio 2007作為繪圖工具。</p><p>　?、壅J(rèn)真按時完成課程設(shè)計報告，制作演講PPT，積極報名上講臺向大家演示和講解自己的程序。提交打印版的報告以及電子版的原稿和Applic

9、ation和Applet兩個版本的程序代碼。</p><p><b>　　2 需求分析</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計背景</b></p><p>　　本程序是老師提供的幾個課程設(shè)計題目中比較中等的題目。要求實現(xiàn)模擬的科學(xué)計算器功能，主要包括加減乘除四則運算和階乘，三角函數(shù)以及指數(shù)的運算。具體的功能我參考

10、了Windows7下的計算機小程序，并根據(jù)其界面設(shè)計了java小程序界面，根據(jù)其功能對自己設(shè)計的計算器小程序進(jìn)行了功能的適當(dāng)增加與修改。在實現(xiàn)了課程設(shè)計題目要求的基礎(chǔ)上，自己又增添了對數(shù)函數(shù)，冪函數(shù)，三角函數(shù)，取余等我們常用到的功能比較簡單的函數(shù)。由于本函數(shù)涉及的函數(shù)以及按鍵數(shù)目較多，故沒有采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，沒有對每個功能封裝成函數(shù)調(diào)用，而是針對每個按鍵的動作事件直接采用了算法的編寫。最終實現(xiàn)了全部的功能，但是由于時間有限，許多功

11、能沒有坐到很到位的優(yōu)化，或許還存在著許多了漏洞，歡迎老師和同學(xué)的批評指正，我一定會不斷完善。</p><p><b>　　2.2 需求獲取</b></p><p>　　本程序的設(shè)計過程，按照題目的要求，我認(rèn)真參考了Windows7下計算器小程序的運行界面與運行操作與結(jié)果，對我自己設(shè)計的程序的需求展開了進(jìn)一步的研究。主要得到以下幾點需求：</p><

12、;p>　　1.必須實現(xiàn)題目要求的和Windows7下計算器下的基本功能，并能正確運行。</p><p>　　2.必須使程序具有清空，清除，退格和正負(fù)數(shù)，小數(shù)點的基本功能。</p><p>　　3.必須要修程序可以進(jìn)行連續(xù)運算，即如“1+2+3+4，1*2+4-4”等連續(xù)運算</p><p>　　4.必須使用可視化界面，按鍵布局簡單明了，使人一看就懂，直接可以上

13、手操作。界面要做到簡單明了，通俗易懂，和藹可親。</p><p>　　5.必須有用戶錯誤操作，輸入不規(guī)范的警告與提示，提醒用戶正確操作。</p><p>　　6.程序必須經(jīng)過嚴(yán)格的測試與運行，保證沒有明顯的BUG和程序崩潰狀況，要經(jīng)得起用戶的長時間使用。</p><p>　　2.3 程序功能圖</p><p><b>　　功能圖如

14、下：</b></p><p><b>　　3 設(shè)計思路</b></p><p><b>　　3.1界面布局</b></p><p>　　本應(yīng)用程序繼承自框架類（JFrame），采用BorderLayout邊緣布局和GridLayout網(wǎng)格布局相結(jié)合的布局管理方式，將單行文本框加入到“North”區(qū)域，包含各種按

15、鈕的面板JPanel p按照網(wǎng)格布局的順序加入到其他區(qū)域。將文本框放到界面上方，將指數(shù)函數(shù)放到界面下方，將三角函數(shù)放到界面左邊，將基本四則運算放到界面的右面，使得界面的整體布局合理整潔，易于上手。</p><p><b>　　3.2類的定義</b></p><p>　　本程序主要定義了一個主函數(shù)和三個類:</p><p>　　public st

16、atic void main(String[] args)：程序的主函數(shù)，Application程序的主要實現(xiàn)標(biāo)志，調(diào)用上文中定義的類</p><p>　　class C1:程序主類，定義了整個界面的布局，和針對每個按鈕的動作監(jiān)聽，以及每個動作所對應(yīng)的具體的操作，計算的運行和輸出主函數(shù)。</p><p>　　class jiecheng：定義了階乘運算（fff）的算法實現(xiàn)。</p&g

17、t;<p>　　class Mymath：定義了asinh、acosha、tanh三個Math.中不包含的三角函數(shù)及其算法實現(xiàn)</p><p><b>　　3.3變量的定義</b></p><p>　　字符串變量String a，c，s用來儲存數(shù)字和符號以及運算結(jié)果。</p><p>　　整形變量flagdenghao，flagy

18、unsuan，lastyunsuan</p><p>　　Count變量countxiaoshudian用來統(tǒng)計小數(shù)點出現(xiàn)的次數(shù)</p><p><b>　　4 詳細(xì)設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1.整體概述</b></p><p>　　首先，程序定義了三個類：一個主類，兩個主類里調(diào)

19、用的輔助類。分別實現(xiàn)，計算器主要功能的實現(xiàn)，階乘算法的實現(xiàn)，和反三角函數(shù)算法的實現(xiàn)。</p><p>　　其次，對于C1主類，首先在框架JFrame下定義了每個觸擊式組件，即JButton命令式按鈕。并采用了BorderLayout邊緣布局和GridLayout網(wǎng)格布局相結(jié)合的布局管理方式。將文本框，Str1（數(shù)字運算），Str2（三角函數(shù)），Str3（反三角函數(shù)）和Str4（指數(shù)函數(shù)）合理的排布在整個框架下。&

20、lt;/p><p>　　然后，定義了每個JButton命令式按鈕代表的數(shù)字，符號和函數(shù)，并且通過public void actionPerformed(ActionEvent e)</p><p>　　函數(shù)定義了每個按鈕對應(yīng)的動作監(jiān)聽，從而確定了鼠標(biāo)點擊每個按鈕時可以實現(xiàn)對應(yīng)的不同的算法。</p><p>　　接下來，就是每個運算所對應(yīng)的算法實現(xiàn)，這里以加法運算為例：&

21、lt;/p><p>　　1.首先用戶輸入一個數(shù)字，程序用String s暫時儲存，并通過JTexField（）文本編輯框顯示出來。</p><p>　　2.接著，用戶按下“+”按鈕，觸發(fā)按鈕事件，先判斷是數(shù)字或者是符號，當(dāng)觸發(fā)事件之前輸入的是符號時“.”沒有輸入數(shù)字時，程序采用 Double.valueOf()，將輸入的“.”進(jìn)行強制類型轉(zhuǎn)換成“0.”。當(dāng)用戶輸入正常數(shù)字時，程序首先將s內(nèi)的數(shù)

22、據(jù)儲存到a中，同時將a中的內(nèi)容清空，以便輸入加數(shù)，并再次儲存到s中，并通過JTexField（）文本編輯框顯示出來。</p><p>　　3.當(dāng)用戶按下“=”按鈕時，程序首先進(jìn)行判斷是否flagyunsuan==0，當(dāng)flagyunsuan==0是說明是第一次按“=”按鈕，接下在判斷“=”之前是否是空值或符號，當(dāng)判斷flagdenghao = ture的時候可以進(jìn)行運算。將運算結(jié)果存入a中，并再次通過JTexFi

23、eld（）文本編輯框顯示出來。</p><p>　　4.接下來還要對運行的結(jié)果通過Double.valueOf()進(jìn)行強制類型轉(zhuǎn)換。因為儲存數(shù)據(jù)的s和a都是String型變量，而要求的輸出結(jié)果卻是double類型的變量，所以要轉(zhuǎn)換以后輸出。</p><p>　　5.輸出完畢以后，必須判斷是否使用本次運算結(jié)果進(jìn)行下一步的運算，如果是的話則通過switch (lastyunsuan)來判斷接下

24、來需要進(jìn)行的運算，再重復(fù)上面的步驟。</p><p><b>　　4.2.誤操作處理</b></p><p>　　由于用戶操作的不確定性，有時可能不會嚴(yán)格按照程序說明書進(jìn)行對應(yīng)的操作，經(jīng)常會發(fā)生誤操作。這便對程序的操作性要求大大提高。這就要求程序做到以下幾點：</p><p>　　1.程序不能因為操作失誤而崩潰。</p><

25、p>　　2.程序要可以給用戶發(fā)出錯誤警報。</p><p>　　3.程序要可以對錯誤進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?lt;/p><p>　　而本程序經(jīng)過反復(fù)誤操作運行，已經(jīng)可以保證程序不會因為誤操作而發(fā)生崩潰。其次，本程序采用了Toolkit.getDefaultToolkit().beep()函數(shù)，可以使程序發(fā)出“beep”聲音的警報。最后，本程序?qū)σ恍╋@而易見的錯誤，比如輸入小數(shù)時可以自動把用戶輸

26、入的“.”強制轉(zhuǎn)化為“0.”等。</p><p>　　從而保證了，當(dāng)遇到各種誤操作的時候程序可以正常運行。</p><p>　　4.3.流程圖和結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　1.程序流程圖</b></p><p><b>　　2.代碼結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>&l

27、t;b>　　5 運行與調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1 程序界面</b></p><p><b>　　計算器界面如下：</b></p><p><b>　　5.2 運行界面</b></p><p>　　注：由于本程序要實現(xiàn)的功能過多，這里只采用

28、部分具有代表性的功能的截圖作為參考。</p><p><b>　　1.加法操作</b></p><p>　　程序可以正確運行8+5=13</p><p><b>　　2.除操作</b></p><p>　　程序可以正確運行9/3=3</p><p><b>　　3.

29、sin函數(shù)運算</b></p><p>　　可以正確運行sin（π）= 0（由于本函數(shù)采用弧度運算，這里取了π的近似值3.14進(jìn)行的運算，所以運算結(jié)果只能約等于1）。</p><p><b>　　4.指數(shù)運算</b></p><p>　　本程序可以正確運行2的立方= 8。</p><p><b>　

30、　5.階乘運算</b></p><p>　　本程序正確實現(xiàn)了9的階乘 = 362880</p><p><b>　　6心得與體會</b></p><p>　　本次課程設(shè)計在我的努力編寫下順利完成了。設(shè)計過程中我付出了勞動與汗水，遇到過很多的困難和挫折，而且我們最終都戰(zhàn)勝了他們，獲得的最大收貨，我認(rèn)為并不是我設(shè)計成功了一個多么了不起的

31、程序，而是我在設(shè)計過程中遇到的困難和解決它的方法與經(jīng)驗才是最值得我認(rèn)真體會的地方。</p><p>　　通過本次設(shè)計過程我發(fā)現(xiàn)了我們學(xué)習(xí)知識的嚴(yán)重不足，許多設(shè)計過程中常用到的知識，我們掌握的并不好。還要時常去查課本，有的甚至一點印象都沒有，我認(rèn)為這一切的原因在于我們不去用他，俗話說孰能生巧。對于所學(xué)的知識我們要善于使用。</p><p>　　我還發(fā)現(xiàn)，一些問題不能只憑借自己的主觀去臆想判斷

32、，實踐才是硬道理，實踐出真知。只有通過自身去調(diào)查去分析得出的結(jié)論，才最接近事實，軟件的開發(fā)切忌不能想當(dāng)然的去看問題，畢竟只有動手做了才知道對與不對。</p><p>　　本次實驗過后，不僅鍛煉了我的設(shè)計分析能力，編程能力，最重要的是鍛煉了我面對問題的應(yīng)變與解決能力。只有把自己所學(xué)的知識，和自己的經(jīng)驗，老師的指導(dǎo)相互結(jié)合起來，才能在學(xué)習(xí)的道路上少走彎路，并實現(xiàn)自己想要的目標(biāo)。</p><p>

33、;　　最后，再次感謝《java程序設(shè)計》趙建立老師的指導(dǎo)，，感謝有關(guān)同學(xué)提供的幫助，最后祝愿java這門課越學(xué)越好。</p><p><b>　　7參考資料</b></p><p>　　《Java程序設(shè)計教程（第2版）》 雍俊海 清華大學(xué)出版社</p><p>　　《Java程序設(shè)計實驗指導(dǎo)》 雍俊海 清華大學(xué)出版社</p>&

34、lt;p>　　《Java語言使用教程》 丁振凡 北京郵件大學(xué)出版社</p><p><b>　　8附錄</b></p><p>　　由于本程序涉及的代碼量過于龐大，這里只給出幾個有代表性的算法的代碼，完整的代碼請參考電子版的代碼附錄。</p><p>　　部分程序源代碼如下：</p><p>　　clas

35、s jiecheng {</p><p>　　public static double fff(double n){</p><p><b>　　if(n<=0)</b></p><p><b>　　return 1;</b></p><p><b>　　else</b>

36、</p><p>　　return n*fff(n-1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　class Mymath {</p><p>　　public static double asinh(double

37、 x){</p><p>　　return Math.log(x+Math.sqrt(x*x+1));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　public static double acosh(double x){</p><p>　　return Math.log(x+Math.sqrt(x*x

38、-1));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　public static double atanh(double x){</p><p>　　return 0.5*Math.log((1+x)/(1-x));</p><p><b>　　}</b></p>&

39、lt;p><b>　　}</b></p><p>　　public class C1 implements ActionListener//,KeyListener{</p><p><b>　　{</b></p><p>　　public C1() {</p><p>　　JFrame fr

40、ame = new JFrame();</p><p>　　Container con = frame.getContentPane();</p><p>　　con.setLayout(new BorderLayout(10,10));</p><p>　　panel1 = new JPanel();</p><p>　　panel2 =

41、new JPanel();</p><p>　　panel3 = new JPanel();</p><p>　　panel4 = new JPanel();</p><p>　　panel1.setLayout(new GridLayout(6,4,5,5));</p><p>　　panel2.setLayout(new GridLayo

42、ut(4,2,2,2));</p><p>　　panel3.setLayout(new GridLayout(4,2,3,3));</p><p>　　panel4.setLayout(new GridLayout(2,4,4,4));</p><p>　　panel5 = new JPanel();</p><p>　　panel5.se

43、tLayout(new CardLayout());</p><p>　　String []str1 = {"7","8","9","/","4","5","6","*","1","2","3",

44、"-","0",".","+","=","back","CE","mod","C","+/-"};</p><p>　　for(int i=0;i<str1.length;i++){</p>&

45、lt;p>　　b[i] = new JButton(str1[i]);</p><p>　　b[i].addActionListener(this);</p><p>　　panel1.add(b[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　String []str2 = {"l

46、nv","ln","sin","cos","tan","sinh","cosh","tanh"};</p><p>　　for(int i = 0;i<str2.length;i++){</p><p>　　b2[i] = new JB

47、utton(str2[i]);</p><p>　　b2[i].addActionListener(this);</p><p>　　panel2.add(b2[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　String []str3 = {"lnv","ex&quo

48、t;,"asin","acos","atan","asinh","acosh","atanh"};</p><p>　　for(int i = 0;i<str3.length;i++){</p><p>　　b3[i] = new JButton(str3[i]);

49、</p><p>　　b3[i].addActionListener(this);</p><p>　　panel3.add(b3[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　panel5.add("one",panel2);</p><p>　　pa

50、nel5.add("two",panel3);</p><p>　　((CardLayout)panel5.getLayout()).show(panel5, "one");</p><p>　　String []str4 = {"1/x","sqrt","x^2","x^3&qu

51、ot;,"x^y","3√","y√x","log","10^x","n!"};</p><p>　　for(int i=0;i<str4.length;i++){</p><p>　　b4[i] = new JButton(str4[i]);</p>

52、<p>　　b4[i].addActionListener(this);</p><p>　　panel4.add(b4[i]);</p><p><b>　　}}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　);</b><

53、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　//===========================================================</p><p>　　public void actionPerformed(ActionEvent e){</p><p>　　if(e.g

54、etSource()==b[0]){//7</p><p>　　if(flagb2 == true){</p><p><b>　　s = "";</b></p><p><b>　　s += 7;</b></p><p>　　textfield.setText(s);</

55、p><p>　　textfield.requestFocus();</p><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flagdenghao==true){</p><p>　　flagdenghao = fal

56、se;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　s+=7;</b></p><p>　　textfield.setText(s);</p><p>　　textfield.requestFocus();</p><p><b>　　}&l

57、t;/b></p><p>　　else if(e.getSource()==b[13]){//.</p><p>　　if(flagb2 == true){</p><p><b>　　s = "";</b></p><p><b>　　s += ".";<

58、/b></p><p>　　textfield.setText(s);</p><p>　　textfield.requestFocus();</p><p>　　flagb2 = false;</p><p>　　countxiaoshudian++;</p><p><b>　　return;<

59、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flagdenghao==true){</p><p>　　flagdenghao = false;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(countxiaoshud

60、ian >= 1){</p><p>　　Toolkit.getDefaultToolkit().beep();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else{</b></p><p><b>　　s+=".";</b>

61、</p><p>　　System.out.println(s);</p><p>　　System.out.println(s.length());</p><p>　　if(s.equals("."))</p><p>　　System.out.println("true");</p>

62、<p><b>　　else</b></p><p>　　System.out.println("false");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　textfield.setText(s);</p><p>　　textfield.req

63、uestFocus();</p><p>　　countxiaoshudian++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//-----------------------------------------------</p><p>　　else if(e.getSource()==b[3

64、]){///</p><p>　　if(flagyunsuan==0){</p><p>　　if(s == ""){</p><p>　　if(flagdenghao == false)</p><p><b>　　a = 0;</b></p><p><b>　　

65、else</b></p><p>　　flagdenghao = false;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else{</b></p><p>　　if(s.equals(".")){</p><p>&

66、lt;b>　　s = "0.";</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　a = Double.valueOf(s);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&

67、gt;<p><b>　　else{</b></p><p>　　if(s !=""){</p><p>　　if(s.equals(".")){</p><p><b>　　s = "0.";</b></p><p><

68、;b>　　}</b></p><p>　　c = Double.valueOf(s);</p><p>　　switch (lastyunsuan){</p><p><b>　　case '+':</b></p><p><b>　　a += c;</b><

69、/p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case '-':</b></p><p><b>　　a -= c;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>

70、;<b>　　case '*':</b></p><p><b>　　a *= c;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case '%':</b></p><p>　　if

71、(c == 0){</p><p><b>　　a = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else{</b></p><p><b>　　a %= c;</b></p><p><

72、;b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case '/':</b></p><p>　　if(c == 0){</p><p>　　textfield.setText("除數(shù)不為0");

73、</p><p>　　flagdenghao = false;</p><p>　　flagyunsuan = 0;</p><p>　　lastyunsuan = ' ';</p><p>　　countxiaoshudian = 0;</p><p><b>　　a = 0;</b&

74、gt;</p><p><b>　　c = 0;</b></p><p><b>　　ch = ' ';</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>

75、<b>　　a /= c;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case '^':</b></p><p>　　a = Math.pow(a, c);</p><p><b>　　break;</

76、b></p><p><b>　　case '$':</b></p><p>　　if(a <= 0){</p><p>　　textfield.setText("error");</p><p>　　flagdenghao = false;</p><

77、p>　　flagyunsuan = 0;</p><p>　　lastyunsuan = ' ';</p><p>　　countxiaoshudian = 0;</p><p><b>　　a = 0;</b></p><p><b>　　c = 0;</b></p&g

78、t;<p><b>　　ch = ' ';</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else{</b></p><p>　　a = Math.pow(a, 1.0/c);</p><p><b>　　}

79、</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　textfield.setText(""+a);</p><p&g

80、t;<b>　　}</b></p><p><b>　　s = "";</b></p><p>　　countxiaoshudian = 0;</p><p><b>　　ch='/';</b></p><p>　　lastyunsuan=c

81、h;</p><p>　　flagyunsuan++;</p><p>　　flagdenghao = false;</p><p>　　flagb2 = false;</p><p>　　textfield.requestFocus();</p><p><b>　　}</b></p>