[java入门]利用递归下降法实现基础功能的计算器-世界热推荐

此篇是一个java入门级的实验展示。

利用递归下降法能够实现计算器的运算优先级。

看了很多自制的计算器，并没有运用递归下降法，它们 都只是两个数运算获得一个结果，然后利用这一结果继续与一个数相运算。我认为这样不能够展示完全的运算式，所以写了这一个递归下降法计算器。

(资料图片)

实现结果样例

以下是实现代码:

import javax.swing.*;

import java.awt.*;

import java.awt.event.ActionEvent;

import java.awt.event.ActionListener;

import java.beans.Expression;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Stack;

public class Calculator extends JFrame implements ActionListener {

// 第一行的计算式

private ArrayList<String> tokens;private int pos = 0;//pos用于确定token位置

private JTextField expText = new JTextField();

// 第二行的计算结果，初始值设为0

private JTextField resultText = new JTextField("0");

// 构造方法

public Calculator() {

// 调用父类的构造函数，

super("计算器");

// 各个按钮上的文字

String[] keysValue = { "7", "8", "9", "÷", "4", "5", "6",

"×", "1", "2", "3", "-", "0","CE", "+","=","(",")" };

// 各个按钮上的动作命令标识

String[] actionCmd = { "7", "8", "9", "/", "4", "5", "6",

"*", "1", "2", "3", "-", "0","CE", "+","=","(",")" };

JButton keys[] = new JButton[keysValue.length];

Font font=new Font("宋体",Font.PLAIN,18);

expText.setBounds(10, 10, 240, 40);

expText.setFont(font);

expText.setBackground(Color.white);

expText.setEditable(false);// 计算式不能修改

// 设置计算结果文本框大小

resultText.setBounds(10, 50, 240, 40);

resultText.setFont(font);

resultText.setBackground(Color.white);

resultText.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT);

resultText.setEditable(false);// 计算结果不能修改

// 设置窗口布局

this.setLayout(null);

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;

for (int i = 0; i < keysValue.length; i++) {

keys[i] = new JButton();

keys[i].setText(keysValue[i]);

keys[i].setActionCommand(actionCmd[i]);

keys[i].setBounds(x, y, 60, 45);

keys[i].setFont(font);

if (x <= 130) {

x += 60;

} else {

x = 10;

y += 50;

}

this.add(keys[i]);

}

// 每个按钮都添加监听

for (int i = 0; i < keysValue.length; i++) {

keys[i].addActionListener(this);

}

// 窗口大小不能调整

this.setResizable(false);

// 设置窗口大小

this.setSize(270, 400);

this.setLocationRelativeTo(null);

this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);

this.setVisible(true);

}

// 事件处理//递归下降法//

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

if(e.getActionCommand().equals("0")

||e.getActionCommand().equals("1")

||e.getActionCommand().equals("2")

||e.getActionCommand().equals("3")

||e.getActionCommand().equals("4")

||e.getActionCommand().equals("5")

||e.getActionCommand().equals("6")

||e.getActionCommand().equals("7")

||e.getActionCommand().equals("8")

||e.getActionCommand().equals("9")){

expText.setText(expText.getText() + e.getActionCommand());

}

else if (e.getActionCommand().equals("+") || e.getActionCommand().equals("-") 

|| e.getActionCommand().equals("*") || e.getActionCommand().equals("/")

||e.getActionCommand().equals("(") ||e.getActionCommand().equals(")")) {

// 如果点击了运算按钮，将运算符号添加到计算式文本框中

expText.setText(expText.getText() + " " + e.getActionCommand() + " ");

} else if (e.getActionCommand().equals("=")) {

// 如果点击了等号按钮，计算计算式的结果并将其显示在结果文本框中

String exp = expText.getText();

double result = eval(exp);

resultText.setText(String.valueOf(result));

} else if (e.getActionCommand().equals("CE")) {

// 如果点击了清除按钮，清除文本框中的内容

expText.setText("");

resultText.setText("0");

pos = 0;

tokens = new ArrayList<String>();

}

}

public double eval(String exp) {

/*eval() 方法接受一个字符串参数，表示要计算的表达式。

* 它首先调用 tokenize() 方法将表达式字符串分割成若干个 token，

* 然后调用 expression() 方法计算表达式的值。

* 最后，它检查是否还有剩余的token，如果有，则抛出异常。*/

// 将表达式字符串分割成若干个token

tokens = tokenize(exp);

// 调用递归函数计算表达式的值,也就是把输入在exp文本框里的字符串加入顺序表tokens

double result = expression();//利用expression()方法算出结果

// 检查是否还有剩余的 token

if (pos < tokens.size()) {

throw new RuntimeException("出现错误");

}

return result;

}

private double expression() {

/*expression() 方法计算一个表达式的值。

* 它首先调用 term() 方法计算第一个项的值，然后检查是否还有加法或减法运算符。

* 如果有，则继续调用 term() 方法计算下一个项的值，并根据运算符执行相应的操作。*/

double result = term();

while (pos < tokens.size()) {

String fh = tokens.get(pos);//读取tokens所在的pos位，如果第pos位是运算符号+，-

if (fh.equals("+") || fh.equals("-")) {//那么就先调用term()计算*/值便于实现运算符优先级

pos++;

double val = term();

if (fh.equals("+")) {

result =result + val;

} else {

result =result - val;

}

} else {

break;

}

}

return result;

}

private double term() {

/*term() 方法计算一个项的值。它首先调用 factor() 方法计算第一个因子的值，

* 然后检查是否还有乘法或除法运算符。如果有，则继续调用 factor() 方法计算下一个因子的值，

* 并根据运算符执行相应的操作。*/

double result = factor();

while (pos < tokens.size()) {

String op = tokens.get(pos);

if (op.equals("*") || op.equals("/")) {//然后检查是否还有乘法或除法运算符。

pos++;

double val = factor();

if (op.equals("*")) {

result =result * val;

} else {

result =result / val;

}

} else {

break;

}

}

return result;

}

private double factor()  /*factor() 方法计算一个因子的值。它首先检查当前 token 是否为左括号

* 一元加号或一元减号。

* 如果是左括号，则递归调用 expression() 方法计算括号内的表达式的值；

* 如果是一元加号或一元减号，则递归调用 factor() 方法计算下一个因子的值，

* 并根据运算符返回相应的值；否则，将当前 token 解析为一个数字并返回。*/{

String token = tokens.get(pos++);

if (token.equals("(")) {       //实现括号的优先级

double result = expression();

if (!tokens.get(pos++).equals(")")) {

throw new RuntimeException("Error: invalid expression");

}

return result;

} else if (token.equals("+") || token.equals("-")) {

double val = factor();//如果是一元加号或一元减号，则递归调用 factor() 方法计算下一个因子的值，

if (token.equals("+")) {

return +val;

} else {

return -val;

}

} else {

return Double.parseDouble(token); //返回结果

}

}

private ArrayList<String> tokenize(String exp) 

/*tokenize() 方法将表达式字符串分割成若干个 token。

它遍历表达式字符串中的每个字符，如果遇到空格则忽略；如果遇到数字，

则继续向后扫描直到遇到非数字字符，并将这些数字字符组成的字符串添加到 token 列表中；

否则，将当前字符作为一个 token 添加到 token 列表中。*/{

ArrayList<String> tokens = new ArrayList<>();

int i = 0;

while (i < exp.length()) {

char ch = exp.charAt(i);

if (ch == ' ') {

i++;  //若是判断到空格，则判断下一位是否为数字或者运算符

} else if (Character.isDigit(ch)) {

int j = i + 1;//一遇到运算数字 例如5678+ 7 则判断5是否为数字，如果是的话

while (j < exp.length() && Character.isDigit(exp.charAt(j)))

j++;          //则利用循环判断5的后一位是否为数字，如上如果判断了6是数字则判断7

//直到判断到了运算符,停止循环

tokens.add(exp.substring(i, j));//直接将检查出来数的加入顺序表tokens

i = j;//交换i,j达成检查后一位的目的

} else {

tokens.add(String.valueOf(ch)); //如果ch不为数字而是运算符，则把运算符加入顺序表

i++;             //若是输入5678 + 7 则顺序表应该是["5678","+","7"]

}

}

return tokens;

}

// 主函数

public static void main(String[] args) {

new Calculator();

}

}

此次展示到此为止

谢谢大家

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