一个Java的简易计算器
一、人员分工
| 任务 | 姓名 |
| 计算、粘贴功能 | 陈炜棋 |
| 界面放置、按键监控 | 林炳坚 |
二、系统功能架构图
三、系统描述
仿照Windows计算器,编写一具有GUI的计算器，能实现整数的加、减、乘、除四则运算，并且需要支持键盘快捷键，基本可取代windows计算器。支持复制、粘贴功能，方便输入长串数字。
四、功能说明
1.界面放置
代码中包括了创建清除按钮、数字和运算符按钮数组，并设置它们的位置、大小和样式。同时，还设置了计算式文本框和计算结果文本框的位置、大小和样式。清除按钮的功能是清空计算式和结果文本框的内容。数字和运算符按钮数组通过循环放置到窗口中，并设置了它们的位置、大小和样式。整个窗口的布局采用了自定义布局，即使用绝对位置和大小来布局组件。
2.按键监控
实现了为按钮添加动作监听器以及键盘事件监听器，从而实现了按钮点击和键盘输入的功能。
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为每个按钮添加监听器：通过遍历按钮数组，为每个按钮添加动作监听器，以便在按钮被点击时执行相应的操作。
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设置窗口相关属性：设置窗口大小、位置，窗口关闭操作为直接关闭，使窗口可见，并设置窗口获得焦点。
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为粘贴按钮添加监听器：为“粘贴”按钮添加监听器，当按钮被点击时，从系统剪贴板获取内容，并将内容设置到计算式文本框中。
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添加键盘事件监听器：通过添加键盘事件监听器，捕获键盘输入。在键盘输入时，根据输入的字符进行相应的处理，包括数字、小数点、运算符和等号的处理。具体功能包括：
- 追加数字或小数点到键盘输入缓冲区，并更新计算式文本框内容。
- 处理运算符或等号的输入，根据当前的操作数和运算符状态更新计算式文本框，并调用result函数计算结果。
3.运算功能
主要包括以下功能：
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result方法：根据传入的运算符z，对操作数num1和num2进行相应的加减乘除运算，并将结果显示在结果文本框中。同时清空操作数2和运算符。
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actionPerformed方法：处理按钮的点击事件。根据按钮的动作命令字符串cmd，分别处理数字和小数点按钮的点击，以及加减乘除等号按钮的点击。
- 当点击数字和小数点按钮时，根据当前运算符状态，将数字追加到操作数1或操作数2，并在计算式文本框中显示完整的计算式。
- 当点击加减乘除按钮时，根据当前操作数和运算符状态进行相应的运算，并更新计算式文本框的显示内容。
- 当点击等号按钮时，调用result方法计算结果，并显示在结果文本框中。
4.粘贴功能
实现粘贴功能的方法。该方法首先获取系统剪贴板的内容，然后尝试将内容转换为字符串类型并返回。如果剪贴板的内容为空或不支持字符串类型，则返回空。
在实现过程中，使用了java.awt包中的Toolkit类和Clipboard类，以及java.awt.datatransfer包中的Transferable类和DataFlavor类来获取和处理系统剪贴板的内容。同时，还处理了可能出现的不支持的数据类型和输入输出异常，并进行了相应的异常处理。
五、关键代码
package Ks;
import javax.swing.JFrame;//创建和管理窗口框架的类。在这里，它用于创建计算器应用程序的主窗口
import javax.swing.JTextField;//一个用于输入或显示单行文本的文本框组件。在这里，它用于显示计算式和计算结果
import javax.swing.JButton;//提供了一个按钮组件，用户可以点击按钮执行相应的操作。在这里，它用于创建数字按钮和粘贴按钮
import javax.swing.SwingConstants;//提供了一些常量，用于指定文本或图标在组件中的对齐方式。在这里可能被用于设置文本框的对齐方式
import java.awt.event.ActionListener;//用于处理用户接口组件的动作事件（如按钮点击）。在这里，它用于监听按钮的点击事件
import java.awt.event.ActionEvent;//表示由用户界面组件（如按钮）生成的动作事件。在这里，它用于处理按钮的点击事件
import java.awt.Font;//表示字体。在这里，它用于设置文本框和按钮的字体样式
import java.awt.Toolkit;//提供了一种获取系统相关信息的途径。在这里，它用于获取系统剪贴板
import java.awt.datatransfer.Clipboard;//提供了访问剪贴板的类。在这里，它用于访问系统剪贴板
import java.awt.datatransfer.DataFlavor;//表示数据的类型，用于在剪贴板之间传输数据。在这里，它用于指定要获取的剪贴板数据的类型
import java.awt.datatransfer.Transferable;//表示可以传输的数据。在这里，它用于表示从剪贴板获取的数据
import java.awt.datatransfer.UnsupportedFlavorException;//表示不支持的数据类型。在这里，它用于处理不支持的剪贴板数据类型
import java.awt.Color;//表示颜色。在这里，它用于设置文本框和按钮的颜色
import java.awt.event.KeyEvent;//表示键盘事件。在这里，它用于处理键盘输入事件
import java.io.IOException;//表示输入或输出过程中出现的异常。在这里，它用于处理输入/输出异常
import java.awt.event.KeyAdapter;//提供了键盘事件的适配器类。在这里，它用于处理键盘事件的适配器
import java.util.regex.*;//提供了正则表达式的支持。在这里，它用于处理文本框中的输入
import java.math.BigDecimal;//提供了高精度的数学运算。在这里，它用于执行计算
public class Calculator extends JFrame implements ActionListener {
private JTextField expText = new JTextField();// 第一行：计算式
private JTextField resultText = new JTextField("0");// 第二行：计算结果，设初始值为0
private String num1="",num2="";//两个操作数
private String fh=""; //运算符
private BigDecimal r; //计算结果
public Calculator() {// 构造方法
// 调用父类的构造函数
super("计算器");
String[] keysValue= { "7", "8", "9", "÷", "4", "5", "6",
"×", "1", "2", "3", "-", "0",".", "+","=" };//各个按钮上的文字
String[] actionCmd= { "7", "8", "9", "/", "4", "5", "6",
"*", "1", "2", "3", "-", "0",".", "+","=" };//各个按钮上的动作命令标识
JButton pasteButton = new JButton("粘贴");// 创建一个名为“粘贴”的按钮
pasteButton.setBounds(180, 10, 70, 40);// 设置按钮的位置和大小
pasteButton.setFont(getFont());// 设置按钮的字体样式
this.add(pasteButton);// 将按钮添加到窗口中
JButton keys[]=new JButton[keysValue.length]; // 创建按钮数组，用于存储数字按钮和运算符按钮
Font font=new Font("宋体",Font.PLAIN,18); // 创建字体对象，指定字体样式为宋体，正常样式，字号为18
// 设置计算式文本框的位置、宽度和高度
expText.setBounds(10, 10, 240, 40);
expText.setFont(font); // 设置计算式文本框的字体样式
expText.setBackground(Color.white); // 设置计算式文本框的背景颜色为白色
expText.setEditable(false); // 计算式文本框不可编辑，只用于显示计算式
// 设置计算结果文本框的位置、宽度和高度
resultText.setBounds(10, 50, 240, 40);
resultText.setFont(font); // 设置计算结果文本框的字体样式
resultText.setBackground(Color.white); // 设置计算结果文本框的背景颜色为白色
resultText.setHorizontalAlignment(SwingConstants.LEFT); // 设置计算结果文本框的对齐方式为左对齐
resultText.setEditable(false); // 计算结果文本框不可编辑，只用于显示计算结果
this.setLayout(null); // 设置窗口的布局为自定义布局，即使用绝对位置和大小来布局组件
this.add(expText); // 将计算式文本框添加到窗口中
this.add(resultText); // 将计算结果文本框添加到窗口中
// 放置按钮
int x=10,y=100; // 设置按钮的初始位置
for (int i=0;i<keysValue.length;i++) { // 遍历按钮数组
keys[i]=new JButton(); // 创建一个新的按钮对象
keys[i].setText(keysValue[i]); // 设置按钮的文本为对应的数字或运算符
keys[i].setActionCommand(actionCmd[i]); // 设置按钮的动作命令标识为对应的动作命令
keys[i].setBounds(x,y,60,45); // 设置按钮的位置和大小
keys[i].setFont(font); // 设置按钮的字体样式
if(x<=130) { // 如果按钮的横坐标小于等于130
x+=60; // 向右移动60个像素，为下一个按钮的横坐标位置
} else { // 如果按钮的横坐标大于130
x=10; // 横坐标重置为10
y+=50; // 纵坐标向下移动50个像素，为下一行按钮的纵坐标位置
}
this.add(keys[i]); // 将按钮添加到窗口中
}
// 给每个按钮添加监听
for (int i=0;i<keysValue.length;i++) { // 遍历按钮数组
keys[i].addActionListener(this); // 为每个按钮添加动作监听器，this表示当前窗口对象
}
this.setResizable(false);// 窗口大小不能修改
this.setSize(270, 350);// 设置窗口大小
this.setLocationRelativeTo(null);//设置窗口的相对位置，位于屏幕中央
this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);//设置窗口的关闭操作：直接关闭
this.setVisible(true); // 设置窗口可见
this.setFocusable(true); // 设置窗口获得焦点
// 为粘贴按钮添加监听器
pasteButton.addActionListener(new ActionListener() {// 当粘贴按钮被点击时，执行以下操作
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String clipboardContent = getClipboardContent(); // 获取剪贴板的内容
if (clipboardContent != null) {
expText.setText(clipboardContent);// 如果剪贴板的内容不为空，则将内容设置到计算式文本框中
}
}
});
// 添加键盘事件监听器，捕获键盘输入
this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
StringBuilder keyBuffer = new StringBuilder();
@Override
public void keyTyped(KeyEvent e) {
char keyChar = e.getKeyChar();// 获取键盘输入的字符
String input = String.valueOf(keyChar);// 将字符转换为字符串
if (Pattern.matches("[0-9.]", input)) { // 如果输入是数字或小数点
keyBuffer.append(input);// 将输入追加到键盘输入缓冲区
updateExpText();// 更新计算式文本框内容
} else if (Pattern.matches("[+\\-*/=]", input)) {// 如果输入是运算符或等号
handleOperatorOrEqualInput(input);// 处理运算符或等号输入
}
}
private void updateExpText() {
if (fh.isEmpty()) {// 如果运算符为空
num1 = keyBuffer.toString();// 获取键盘输入缓冲区的内容作为第一个操作数
expText.setText(num1);// 在计算式文本框中显示第一个操作数
} else {// 如果运算符不为空
num2 = keyBuffer.toString(); // 获取键盘输入缓冲区的内容作为第二个操作数
expText.setText(num1 + fh + num2); // 在计算式文本框中显示完整的计算式（第一个操作数、运算符和第二个操作数）
}
}
private void handleOperatorOrEqualInput(String input) {
if (input.equals("=")) {// 如果输入是等号
if (!fh.isEmpty() && !num2.isEmpty()) {// 如果运算符和第二个操作数都不为空
result(fh); // 调用result函数计算结果
}
} else {// 如果输入是运算符
if (!fh.isEmpty()) {// 如果运算符不为空
result(fh);// 调用result函数计算结果
}
fh = input;// 设置当前运算符
expText.setText(num1 + fh);// 在计算式文本框中显示第一个操作数和当前运算符
}
keyBuffer.setLength(0);// 清空键盘输入缓冲区
}
});
}
// 粘贴功能
private String getClipboardContent() {
Clipboard clipboard = Toolkit.getDefaultToolkit().getSystemClipboard(); // 获取系统剪贴板
Transferable contents = clipboard.getContents(null); // 获取剪贴板的内容
if (contents != null && contents.isDataFlavorSupported(DataFlavor.stringFlavor)) {
try {
return (String) contents.getTransferData(DataFlavor.stringFlavor); // 尝试获取剪贴板内容并转换为字符串类型
} catch (UnsupportedFlavorException | IOException e) {// 捕获不支持的数据类型和输入输出异常
((Throwable) e).printStackTrace(); // 打印异常堆栈跟踪
}
}
return null;// 如果剪贴板内容为空或不支持字符串类型，则返回空
}
// 计算
public void result(String z) {
BigDecimal a= new BigDecimal( num1); // 创建大数对象a，使用操作数1的值作为参数
BigDecimal b= new BigDecimal( num2); // 创建大数对象b，使用操作数2的值作为参数
if(z.equals("+")) // 如果运算符是加号
r=a.add(b); // 执行加法运算
if(z.equals("-")) // 如果运算符是减号
r=a.subtract(b); // 执行减法运算
if(z.equals("*")) // 如果运算符是乘号
r=a.multiply(b); // 执行乘法运算
if(z.equals("/")) // 如果运算符是除号
r=a.divide(b); // 执行除法运算
num1=r.toString(); // 将计算结果转换为字符串并存储为操作数1
resultText.setText(num1);// 将结果显示在文本框resultText中
// 算完后将 数2 和 运算符 清空
num2="";
fh="";
}
public void actionPerformed(ActionEvent e)throws IndexOutOfBoundsException{
//e.getActionCommand()得到的是组件对象上的字符串
String cmd=e.getActionCommand(); // 获取事件的动作命令字符串
// 处理数字和小数点按钮的点击
if(cmd.equals("0")||cmd.equals("1")||cmd.equals("2")||cmd.equals("3")
||cmd.equals("4")||cmd.equals("5")||cmd.equals("6")
||cmd.equals("7")||cmd.equals("8")||cmd.equals("9")||cmd.equals(".")) {
if(fh.equals("")) { // 如果运算符为空
num1+=cmd; // 将按钮的字符串追加到操作数1
expText.setText(num1); // 在计算式文本框中显示操作数1
}
else { // 如果运算符不为空
num2+=cmd; // 将按钮的字符串追加到操作数2
expText.setText(num1+fh+num2); // 在计算式文本框中显示完整的计算式（操作数1、运算符和操作数2）
}
}
// 运算
if(cmd.equals("+")) { // 如果点击的是加号按钮
if(fh!="") // 如果运算符不为空
result(fh); // 调用result函数计算结果，并将结果显示在文本框resultText中
fh="+"; // 设置运算符为加号
expText.setText(num1+fh); // 在计算式文本框中显示操作数1和运算符
}
if(cmd.equals("-")) { // 如果点击的是减号按钮
if(fh!="") // 如果运算符不为空
result(fh); // 调用result函数计算结果
fh="-"; // 设置运算符为减号
expText.setText(num1+fh); // 在计算式文本框中显示操作数1和运算符
}
if(cmd.equals("*")) { // 如果点击的是乘号按钮
if(fh!="") // 如果运算符不为空
result(fh); // 调用result函数计算结果
fh="*"; // 设置运算符为乘号
expText.setText(num1+fh); // 在计算式文本框中显示操作数1和运算符
}
if(cmd.equals("/")) { // 如果点击的是除号按钮
if(fh!="") // 如果运算符不为空
result(fh); // 调用result函数计算结果
fh="/"; // 设置运算符为除号
expText.setText(num1+fh); // 在计算式文本框中显示操作数1和运算符
}
if(cmd.equals("=")) { // 如果点击的是等号按钮
result(fh); // 调用result函数计算结果
}
}
public static void main(String[] args) {
new Calculator();// 创建一个计算器对象并显示计算器应用程序的主窗口
}
}
六、界面预览
