利用遞歸下降法實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)功能的計(jì)算器
利用遞歸下降法能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算器的運(yùn)算優(yōu)先級(jí)。
看了很多自制的計(jì)算器，并沒有運(yùn)用遞歸下降法，它們 都只是兩個(gè)數(shù)運(yùn)算獲得一個(gè)結(jié)果，然后利用這一結(jié)果繼續(xù)與一個(gè)數(shù)相運(yùn)算。我認(rèn)為這樣不能夠展示完全的運(yùn)算式，所以寫了這一個(gè)遞歸下降法計(jì)算器。
實(shí)現(xiàn)結(jié)果樣例
以下是實(shí)現(xiàn)代碼:
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 {
// 第一行的計(jì)算式
private ArrayList<String> tokens;private int pos = 0;//pos用于確定token位置
private JTextField expText = new JTextField();
// 第二行的計(jì)算結(jié)果，初始值設(shè)為0
private JTextField resultText = new JTextField("0");
// 構(gòu)造方法
public Calculator() {
// 調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)，
super("計(jì)算器");
// 各個(gè)按鈕上的文字
String[] keysValue = { "7", "8", "9", "÷", "4", "5", "6",
"×", "1", "2", "3", "-", "0","CE", "+","=","(",")" };
// 各個(gè)按鈕上的動(dòng)作命令標(biāo)識(shí)
String[] actionCmd = { "7", "8", "9", "/", "4", "5", "6",
"*", "1", "2", "3", "-", "0","CE", "+","=","(",")" };
JButton keys[] = new JButton[keysValue.length];
Font font=new Font("宋體",Font.PLAIN,18);
expText.setBounds(10, 10, 240, 40);
expText.setFont(font);
expText.setBackground(Color.white);
expText.setEditable(false);// 計(jì)算式不能修改
// 設(shè)置計(jì)算結(jié)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);// 計(jì)算結(jié)果不能修改
// 設(shè)置窗口布局
this.setLayout(null);
this.add(expText);? // 將計(jì)算式文本框添加到窗口中
this.add(resultText);// 將計(jì)算結(jié)果文本框添加到窗口中
// 放置按鈕
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]);
}
// 每個(gè)按鈕都添加監(jiān)聽
for (int i = 0; i < keysValue.length; i++) {
keys[i].addActionListener(this);
}
// 窗口大小不能調(diào)整
this.setResizable(false);
// 設(shè)置窗口大小
this.setSize(270, 400);
this.setLocationRelativeTo(null);
this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
this.setVisible(true);
}
// 事件處理 //遞歸下降法//
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(")")) {
? ? ? ? ? ?// 如果點(diǎn)擊了運(yùn)算按鈕，將運(yùn)算符號(hào)添加到計(jì)算式文本框中
? ? ? ? ? ?expText.setText(expText.getText() + " " + e.getActionCommand() + " ");
? ? ? ?} else if (e.getActionCommand().equals("=")) {
? ? ? ? ? ?// 如果點(diǎn)擊了等號(hào)按鈕，計(jì)算計(jì)算式的結(jié)果并將其顯示在結(jié)果文本框中
? ? ? ? ? ?String exp = expText.getText();
? ? ? ? ? ?double result = eval(exp);
? ? ? ? ? ?resultText.setText(String.valueOf(result));
? ? ? ?} else if (e.getActionCommand().equals("CE")) {
? ? ? ? ? ?// 如果點(diǎn)擊了清除按鈕，清除文本框中的內(nèi)容
? ? ? ? ? ?expText.setText("");
? ? ? ? ? ?resultText.setText("0");
? ? ? ? ? ?pos = 0;
? ? ? ? ? ?tokens = new ArrayList<String>();
? ? ? ?}
? ? ? ?}
? ? public double eval(String exp) {
? ? /*eval() 方法接受一個(gè)字符串參數(shù)，表示要計(jì)算的表達(dá)式。
? ? * 它首先調(diào)用 tokenize() 方法將表達(dá)式字符串分割成若干個(gè) token，
? ? * 然后調(diào)用 expression() 方法計(jì)算表達(dá)式的值。
? ? * 最后，它檢查是否還有剩余的token，如果有，則拋出異常。*/
? ? ? ? // 將表達(dá)式字符串分割成若干個(gè)token
? ? ? ? tokens = tokenize(exp);
? ? ? ? // 調(diào)用遞歸函數(shù)計(jì)算表達(dá)式的值,也就是把輸入在exp文本框里的字符串加入順序表tokens
? ? ? ? double result = expression();//利用expression()方法算出結(jié)果
? ? ? ? // 檢查是否還有剩余的 token
? ? ? ? if (pos < tokens.size()) {
? ? ? ? ? ? throw new RuntimeException("出現(xiàn)錯(cuò)誤");
? ? ? ? }
? ? ? ? return result;
}
? ??
? ??
? ??
? ??
? ??
private double expression() {
/*expression() 方法計(jì)算一個(gè)表達(dá)式的值。
* 它首先調(diào)用 term() 方法計(jì)算第一個(gè)項(xiàng)的值，然后檢查是否還有加法或減法運(yùn)算符。
* 如果有，則繼續(xù)調(diào)用 term() 方法計(jì)算下一個(gè)項(xiàng)的值，并根據(jù)運(yùn)算符執(zhí)行相應(yīng)的操作。*/
? ? ? ? double result = term();
? ? ? ? while (pos < tokens.size()) {
? ? ? ? ? ? String fh = tokens.get(pos);//讀取tokens所在的pos位，如果第pos位是運(yùn)算符號(hào)+，-
? ? ? ? ? ? if (fh.equals("+") || fh.equals("-")) {//那么就先調(diào)用term()計(jì)算*/值便于實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)
? ? ? ? ? ? ? ? pos++;
? ? ? ? ? ? ? ? double val = term();
? ? ? ? ? ? ? ? if (fh.equals("+")) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? result =result + val;
? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? result =result - val;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? break;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? ? ? return result;
? ? }
private double term() {
/*term() 方法計(jì)算一個(gè)項(xiàng)的值。它首先調(diào)用 factor() 方法計(jì)算第一個(gè)因子的值，
? * 然后檢查是否還有乘法或除法運(yùn)算符。如果有，則繼續(xù)調(diào)用 factor() 方法計(jì)算下一個(gè)因子的值，
? * 并根據(jù)運(yùn)算符執(zhí)行相應(yīng)的操作。*/
? ? ? ? double result = factor();
? ? ? ? while (pos < tokens.size()) {
? ? ? ? ? ? String op = tokens.get(pos);
? ? ? ? ? ? if (op.equals("*") || op.equals("/")) {//然后檢查是否還有乘法或除法運(yùn)算符。
? ? ? ? ? ? ? ? pos++;
? ? ? ? ? ? ? ? double val = factor();
? ? ? ? ? ? ? ? if (op.equals("*")) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? result =result * val;
? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? result =result / val;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? break;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? ? ? return result;
? ? }
?
?
?
?
private double factor()? /*factor() 方法計(jì)算一個(gè)因子的值。它首先檢查當(dāng)前 token 是否為左括號(hào)
? * 一元加號(hào)或一元減號(hào)。
? * 如果是左括號(hào)，則遞歸調(diào)用 expression() 方法計(jì)算括號(hào)內(nèi)的表達(dá)式的值；
? * 如果是一元加號(hào)或一元減號(hào)，則遞歸調(diào)用 factor() 方法計(jì)算下一個(gè)因子的值，
? * 并根據(jù)運(yùn)算符返回相應(yīng)的值；否則，將當(dāng)前 token 解析為一個(gè)數(shù)字并返回。*/{
? ? ? ? String token = tokens.get(pos++);
? ? ? ? if (token.equals("(")) {? ? ? ?//實(shí)現(xiàn)括號(hào)的優(yōu)先級(jí)
? ? ? ? ? ? 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();//如果是一元加號(hào)或一元減號(hào)，則遞歸調(diào)用 factor() 方法計(jì)算下一個(gè)因子的值，
? ? ? ? ? ? if (token.equals("+")) {
? ? ? ? ? ? ? ? return +val;
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? return -val;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? return Double.parseDouble(token); //返回結(jié)果
? ? ? ? }
? ? }
?
?
?
?
? private ArrayList<String> tokenize(String exp)?
? /*tokenize() 方法將表達(dá)式字符串分割成若干個(gè) token。
它遍歷表達(dá)式字符串中的每個(gè)字符，如果遇到空格則忽略；如果遇到數(shù)字，
則繼續(xù)向后掃描直到遇到非數(shù)字字符，并將這些數(shù)字字符組成的字符串添加到 token 列表中；
否則，將當(dāng)前字符作為一個(gè) 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++;? //若是判斷到空格，則判斷下一位是否為數(shù)字或者運(yùn)算符
? ? ? ? ? ? } else if (Character.isDigit(ch)) {
? ? ? ? ? ? ? ? int j = i + 1;//一遇到運(yùn)算數(shù)字 例如5678+ 7 則判斷5是否為數(shù)字，如果是的話
? ? ? ? ? ? ? ? while (j < exp.length() && Character.isDigit(exp.charAt(j)))
? ? ? ? ? ? ? ? j++;? ? ? ? ? //則利用循環(huán)判斷5的后一位是否為數(shù)字，如上如果判斷了6是數(shù)字則判斷7
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //直到判斷到了運(yùn)算符,停止循環(huán)
? ? ? ? ? ? ? ? tokens.add(exp.substring(i, j));//直接將檢查出來數(shù)的加入順序表tokens
? ? ? ? ? ? ? ? i = j;//交換i,j達(dá)成檢查后一位的目的
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? tokens.add(String.valueOf(ch)); //如果ch不為數(shù)字而是運(yùn)算符，則把運(yùn)算符加入順序表
? ? ? ? ? ? ? ? i++;? ? ? ? ? ? ?//若是輸入5678 + 7 則順序表應(yīng)該是["5678","+","7"]
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? ? ? return tokens;
? ? }
? ? ? ?
// 主函數(shù)
public static void main(String[] args) {
new Calculator();
}
}
此次展示到此為止
謝謝大家
