数据结构课程设计——计算器
一、课程设计内容描述
1.问题描述
在我们的日常生活中，会经常遇到计算比较的数目的问题的时候，这是一个计
算器就由为重要，可提供方便。因此设计一个可实现计算四则混合运算的简单
计算器是必要的。
2.需求分析
计算四则混合运算的简单计算器的基本功能是：
1、输入数学表达式（数字、加、减、乘、除和括号）；
2、输出表达式结果；
3.、计算器的仿真界面；
4、对此计算器功能的扩展。
二、实现思想，算法描述
使用语言：JAVA
编译环境：Eclispe SDK 3.0.2
1.概要设计
简单计算器（仿真界面）的实现功能（扩展功能）：
1、用户输入表达式，可选择输入方式鼠标点击按键输入/键盘输入；
2、计算四则混合运算表达式，输出结果；
3、实现简单科学计算，如求正弦，余弦，正切，自然对数，常用对数等；
4、实现数制转换，十进制数转换为二进制数，八进制数，十六进制数，二进制
数转换为十进制数，八进制数转化为十六进制数；
5、友好的界面交互，对错误输入的提示，及帮助选项；
6、可获取当前时间。
与用户交互过程大致如图 2.1
程序的大体构架，主要模块如图 2.2
用户
使用鼠标
按键输入
使用键盘
直接输入
数制转化 四 则 混 合 运
算
简 单 科 学 运
算
将中缀表达式
变为后缀表达
式
计算表达式
结果
表达式
显示结果
表 达 式 合
法
提示用户
合法
不合法
图 2.1
图 2.2
2.主要函数设计思想及伪代码
1）函数 calculate（String s）
所用数据结构：堆栈（java.util.Stack）
列表（java.util.ArrayList）
中缀表达式→后缀表达式部分
思想：从左到右依次扫描中缀表达式，每读到一个操作数即把它作为后缀表达
式的一部分输出；设置一个用于存放运算符的堆栈，初始时，栈顶预置
一分界符（例如#），并把分界符也看作运算符；每当读到一个运算符 ，
就将其与栈顶运算符进行优先级比较，以决定扫描运算符是进栈，还是
将栈顶运算符出栈，作为后缀表达式的一部分输出。
伪代码：
{ 表达式 s 追加分界符#和结束符&
类 Calculator extends JFrame
JButton b1…；各功能键
JTextField text；文本显示区
JMenuBar,JMenu,JMenuItem…；菜单栏，菜单
Calculator();构造方法，GUI 设计
actionPerformed (ActionEvent e);响应各 button 及
menuItem
calculate(String str);获得文本区表达式，计算结
果
change（String s, int n）； 获得文本区数据，做
十
进制到 n 进制转换
getStr(int a)；用于数制转换时，10 到 15 转换为
A 到 F
类 Priority
Char[][] table；存储优
先级表
Priotiry（）；
getPri (String top,
String cur); 获 取
top 与 cur 的优先
级；
类 WindowDestroyer
Windowclosing()
类 MyKeyListener
keyPressed (KeyEvent)
keyRelessed(KeyEvent)
keyTyped (KeyEvent)
定义游标 i；//扫描位置
j；//操作数起始位置
k；//操作数终止位置+1
Stack <Character> s1；栈顶放分界符#；
while（表达式扫描未结束）{
if（该字符是 0-9 或是小数点）
i++；
else if（表达式的第一个字符是-或是该字符为（，后一个字符为-）
输出 0 至 ArrayList<Object> a;
if(该字符是+，-，*，/，)或#){
k=i；
取字符串（j，k）作为操作数输出至 ArrayList<Object> a;；
j=k=i+1；
}
else if(该字符是“)”)
j=k=i+1；
else if（当前扫描到的运算符优先级>栈顶优先级）{
运算符入栈；
i++；}
else if（当前扫描到的运算符优先级<栈顶优先级）
栈顶运算符出栈，输出至 ArrayList<Object> a；
else if（当前扫描到的运算符为“）”且栈顶运算符为“（” ）{
“（”出栈；
i++；}
else if（当前字符为分界符#）
i++；//结束扫描
else if (当前字符为“)”且栈顶运算符为#
||当前字符为#且栈顶运算符不是#) 抛出异
常；}
}
