JAVA绘制简单函数图像工具

/** * @author: LiNianLong * @school： xtu * * 这是一个简单的函数显示工具，用户输入简单函数，程序自动画出函数图像 * 支持常数e, sin, cos, tan, ln, ^, 加减乘除括号以及它们的复合运算 * 只能有一个变量，而且必须是x，比如sinx, 敲击回车结束输入 * 显示出函数图像后，可以通过拖动滑块来改变图像显示的比例大小 * 用jdk1.6编译的，如果jdk版本低可能会出错 **/ import java.awt.*; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.awt.event.MouseEvent; import java.awt.event.MouseMotionAdapter; import java.text.DecimalFormat; import java.util.Stack; import java.util.StringTokenizer; import javax.swing.*; import javax.swing.event.ChangeEvent; import javax.swing.event.ChangeListener; public class FunctionDraw extends JFrame { JTextField txt1; // 显示光标此时的坐标位置的文本区 JTextField txt2; // 输入函数表达式的文本区 JLabel label; // 提示标签 JLabel zerolb; // 原点标签 JSlider slider; // 调整图片放缩比例的滑块 JPanel panel; // 包含组件的面板 DrawFunPanel drawpanel; // 绘制函数图像的面板 int SliderValue; // 滑块所在的刻度 Cursor crossCursor, handCursor; // 鼠标光标 int W, H; // 窗体的长和宽 public FunctionDraw(String title){ super(title); // 设置窗体标题 W = 800; H = 600; // 创建并设置提示标签 label = new JLabel("请直接输入函数的表达式，如sinx"); label.setFont(new Font("楷体", Font.BOLD, 15)); label.setBounds((int)(W/12),30,250,20); // 创建并设置文本区 txt1 = new JTextField(40); txt2 = new JTextField(40); txt1.setEditable(false); txt1.setBounds((int)(W/12),5,250,25); txt2.setBounds((int)(W/12),50,250,25); // 设置文本区输入监听 txt2.addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { // TODO Auto-generated method stub drawpanel.getInput(e.getActionCommand()); drawpanel.repaint(); } }); // 设置文本区鼠标移动监听，显示当前坐标 this.addMouseMotionListener(new MouseMotionAdapter() { @Override public void mouseMoved(MouseEvent e) { // TODO Auto-generated method stub super.mouseMoved(e); double X, Y; // 相对坐标 double sx, sy; // applet中实际坐标 sx = e.getX(); sy = e.getY(); // 坐标变换 X = (double)(sx - 0.5 * W - 8) / SliderValue; // 减去边框占8像素 Y = (double)-(sy - 0.4 * H - 30) / SliderValue; // 减去标题栏占30像素 // 设置输出格式 DecimalFormat twoDigit = new DecimalFormat("0.00"); txt1.setText("当前的坐标：" + "x=" + twoDigit.format(X) + " y=" + twoDigit.format(Y)); txt1.setFont(new Font("楷体", Font.PLAIN, 15)); // 设置光标图形 crossCursor = new Cursor(Cursor.CROSSHAIR_CURSOR); handCursor = new Cursor(Cursor.HAND_CURSOR); if(sx > 0 && sx < W && sy > 0 && sy < 0.8 * H) setCursor(crossCursor); else setCursor(handCursor); } }); // 创建并设置滑块 slider = new JSlider(JSlider.HORIZONTAL, 0, 100, 50); slider.setPaintLabels(true); // 添加默认刻度标签 slider.setPaintTicks(true); // 添加刻度标记 slider.setMajorTickSpacing(20); // 设置主刻度间隔 slider.setMinorTickSpacing(5); // 设置次刻度的间隔 slider.setBounds((int)(W/1.8),(int)(H*0.02),200,60); // 设置滑块监听 slider.addChangeListener(new ChangeListener() { @Override public void stateChanged(ChangeEvent e) { // TODO Auto-generated method stub SliderValue = ((JSlider)e.getSource()).getValue(); drawpanel.setValue(SliderValue); drawpanel.repaint(); } }); // 创建面板并添加组件 panel = new JPanel(); panel.setBounds(0, (int)(0.8 * H), W,(int)(0.2 * H)); panel.setLayout(null); panel.add(txt1); panel.add(label); panel.add(txt2); panel.add(slider); // 创建绘制函数图像面板 drawpanel = new DrawFunPanel(); drawpanel.setBounds(0, 0, W, (int)(0.8 * H)); drawpanel.setLayout(null); // 创建原点标签并添加 zerolb = new JLabel("(0, 0)"); zerolb.setBounds(W / 2, H / 2 - 75, 100, 50); drawpanel.add(zerolb); // 初始化SliderValue SliderValue = 50; drawpanel.setValue(SliderValue); drawpanel.repaint(); // 在容器中添加面板 Container contentpane = this.getContentPane(); this.setLayout(null); this.add(panel); this.add(drawpanel); } public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub FunctionDraw frame = new FunctionDraw("Draw Function Tool"); frame.setBounds(200, 100, 816, 600); ImageIcon icon = new ImageIcon("src/tubiao.png"); frame.setIconImage(icon.getImage()); frame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE); frame.setVisible(true); } } class DrawFunPanel extends JPanel { int W, H; int y1, y2; int SlideValue; double x; FunctionValue fv; public DrawFunPanel() { fv = new FunctionValue(); } public void getInput(String input) { fv.getInput(input); } public void setValue(int value){ this.SlideValue = value; } @Override protected void paintComponent(Graphics g) { // TODO Auto-generated method stub super.paintComponent(g); W = this.getWidth(); H = this.getHeight(); // 填充背景颜色 g.setColor(Color.white); g.fillRect(0, 0, W, H); // 绘制坐标轴 g.setColor(Color.black); g.drawLine(0, H / 2 , W, H / 2); // x轴 g.drawLine(W / 2, 0, W / 2, H); // y轴 // 绘制箭头 g.drawLine((int)(W / 2), 0, (int)(W / 2) + 10, 10); g.drawLine((int)(W / 2), 0, (int)(W / 2) - 10, 10); g.drawLine((int)W, (int)(H / 2), W - 10, (int)(H / 2) + 10); g.drawLine((int)W, (int)(H / 2), W - 10, (int)(H / 2) - 10); // 绘制函数图像 g.setColor(Color.red); y2 = 0; try{ for(int i = -W / 2; i <= W / 2; ++i){ x = (double) i / SlideValue; // 自变量取值 fv.setValue(x); y1 = (int)(fv.getValue() * SlideValue); // 计算纵坐标值 if(y1 < -(int)(H / 2) ) continue;//将不在屏幕范围内的点过滤 // System.out.println("x = " + x + " y1 = " + y1); g.fillRect((int)(W / 2) + i,(int)(H / 2) - y1, 1, 1); // 画线 //如果两点间距离过远且不是无穷大，用直线连接 if(i > -(int)(W / 2) + 1 && Math.abs(y2 - y1) > 1 && Math.abs(y2 - y1) < 100) g.drawLine((int)(W / 2) + i - 1, (int)(H / 2) - y2, (int)(W / 2) + i, (int)(H / 2) - y1); y2=y1; } }catch(Exception e){ } } } class FunctionValue{ private double x; private String str; // 标准串 private String buf; // 存放后缀表达 private String delim = "+-*/^sctlex"; final private int INF = 0x3fffffff; public void getInput(String input) { // 将输入的字符串转化为标准串 str = ""; for(int i = 0; i < input.length(); ++i) { if(input.charAt(i) == ' ') continue; // 过滤空格 else if(input.charAt(i) == '(' || input.charAt(i) == ')') str += input.charAt(i); // 对括号的判断 else if(i + 2 < input.length() && input.substring(i, i + 3).equals("sin")) { str += "s"; // 对sinx的判断 i += 2; } else if(i + 2 < input.length() && input.substring(i, i + 3).equals("cos")) { str += "c"; // 对cosx的判断 i += 2; } else if(i + 2 < input.length() && input.substring(i, i + 3).equals("tan")) { str += "t"; // 对tanx的判断 i += 2; } else if(i + 2 < input.length() && input.substring(i, i + 2).equals("ln")) { str += "l"; // 对lnx的判断 i += 1; } else str += input.charAt(i); // 其他运算符和x变量直接读入 } // System.out.println(str); } public void setValue(double num){ x = num; } private boolean isOperator(char c){ // 判断是否是操作符或x或e return (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '^' || c == 's' || c == 'c' || c == 't' || c == '(' || c == ')' || c == '#' || c == 'l' || c == 'o' || c == 'x' || c == 'e'); } private boolean isPrecede(char c1, char c2){ // 比较c1和c2的优先级， // c1比c2优先级高，返回true，否则返回false // +,- < *,/ < ^ < sin,co