MFC简单计算器设计正文.docx
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MFC简单计算器设计正文
实用计算器程序
1.基本功能描述
计算器是人们日常生活中非常实用的计算工具。
预期设计目标与实际计算器为标准，Windows10系统提供的计算器为范例进行设计。
实用计算器要实现单目运算和双目运算。
单目运算主要包括阶乘、正弦、余弦；双目运算主要包括加、减、乘、除、乘幂等。
计算器要能够对输入的各种数据进行处理，包括小数、整数、负数等数据进行操作。
实际过程中要能够对不同的数据灵活判断执行。
同时要能够对不满足运算符的操作数，提示出错信息以方便用户进行处理。
用户的修改包括清屏和退格。
程序设计的重点和难点在于：
第一，能够对于不同的操作数和操作符进行连续运算，运算过程中要有优先级的判断，根据优先级执行不同的运算顺序；第二，能够用一个编辑框实现运算表达式的显示和结果的输出。
编程环境采用VisualStudio2017提供的MFC建立对话框应用程序，设计界面要简单大方，并提供程序所有功能的接口。
2.设计思路
表1操作符优先级设计
优先级
操作符
1
阶乘、正弦、余弦
2
乘幂
3
乘、除
4
加、减
对对话框编辑框关联一个变量从中读取数据，按下数字键时对数据数组num[]进行更新，其中num[0]表示的是当前已经存储变量的个数。
由于算法设计为四层优先级，且单目运算的优先级最高。
当按下相应单目运算符，首先将当前数据数组的最后一个存储（防止按下Backspace退格发生错误），并将此位数据执行运算后重新赋值。
但按下双目运算符相应按键后，将计数num[0]++，同时将运算符的类型和位置记录。
当按下等于之前，这样就将一个单目双目混合的运算表达式转化为双目运算。
如果没有按下等号键，则继续执行循环。
在按下等号按钮之后，按照先乘幂、再乘除、后加减的运算顺序执行运算，将最后结果保存并显示。
（在实际的计算器中，执行完运算之后，按下运算符的操作键，最终结果将按照左操作数的形式出现，故需要保存变量。
）如果用户没有结束程序，在运行初始化程序，进行下一次运算，否则直接退出。
图1程序流程图
3.软件设计
3.1设计步骤
1）创建基于对话框的程序
利用AppWizard建立应用程序框架，创建一个基于对话框的MFC工程，命名为“fengwanjincalculator”，如图2所示。
在图3显示的应用程序类型中选择基于对话框。
创建成功后，系统自动生成相应程序文件。
图2创建MFC工程图
图3应用程序类型选择图
2）定义成员变量
添加相应变量和标志位，以方便程序的编写，主要变量如表2所示：
表2成员变量表
变量名
变量类型
变量作用
mystr
CString
编辑框关联变量
m_editFont
CFont
设置编辑框字体
num
float
存储操作数
flagdian
bool
点号标志位
flagdengyu
bool
等号标志位
flagerror
bool
错误标志位
Jiajian
int
存储加减运算符的位置
4）添加事件处理程序
MFC应用程序是通过消息响应来进行各项操作的，必须在对话类中加入消息处理函数来处理这些事件。
当点击相应控件，在进入WinMain函数之前，每个可以响应消息的MFC类都生成了一个消息映射表，程序运行时通过查询该表判断是否需要响应某条消息。
在相应控件单击右键，弹出图4，选择添加事件处理程序，在图5的事件处理程序向导中选择fengwanjincalculatorDlg类，消息类型选择为BN_CLICKED，即左键单击。
图4添加事件处理程序
图5选择添加事件处理程序类型
在完成上述操作后MFC使用ClassWizard帮助实现消息映射，它在源码中添加一些消息映射的内容，并声明和实现消息处理函数。
首先，在类的定义（头文件）里，它增加了消息处理函数声明，并添加一行声明消息映射的宏DECLARE_MESSAGE_MAP。
在类的实现（实现文件）里，实现消息处理函数，并使用IMPLEMENT_MESSAGE_MAP宏实现消息映射。
BEGIN_MESSAGE_MAP
******
END_MESSAGE_MAP
3.2界面设计
图5向对话框添加控件
在项目的资源视图中找到位于Dialog下的对话框，如图4所示。
添加相应控件，完成用户界面设计。
图6用户界面设计
其中编辑框行为下Multiline属性设置为True，作为多行编辑框。
第一行显示算式，第二行结果。
整体上将控件分为四组，数值控件区NUM，加减乘除一般运算控件区NORMAL，阶乘、乘幂、正余弦科学运算控件区SCIENCE以及清零退格控件。
设计完成后的界面如图7所示。
图7用户界面
设计的界面中只有编辑框关联Cstring类型变量mystr。
其余控件关联相应的消息处理函数。
3.3关键功能的实现
程序主要分为数值、单目运算、双目运算、清除等。
1）数值控件消息处理函数
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
OnBnClickedButton1（）
{
shuzihanshu（L'1',1）;
}
考虑到0~9数字的处理函数有很大的相似处，所以都采用调用shuzhihanshu函数的方法执行。
shuzhihanshu包含两个参数，分别是数值对应字符和相应数值。
其具体实现如下：
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
shuzihanshu（charshuzi,intshuzhi）//0~9对应函数
{
UpdateData（TRUE）;
if（flagdengyu）
{
OnBnClickedButtonClear（）;
}
flaglast=0;
mystr+=shuzi;
data=shuzhi;
changevalue（）;
UpdateData（FALSE）;
}
首先，判断再点击数值控件之前是否按下等号键，如果按下执行OnBnClickedButtonClear（），即执行清除函数，然后将单击的数值显示在编辑框中。
如果之前没有单击等号，则直接将数值添加到显示字符串的最后，通过UpdateData（FALSE）更新编辑框控件。
同时需要将数值传递给data，通过changevalue（）函数改变数值数组中的数值。
2）双目运算消息处理函数
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
OnBnClickedButtonJia（）//加
{
sincos（）;
if（（flaglast==0）||（flaglast==jiecheng））
{
shuangmusuanfu（L'+',jia）;
flaglast=jia;
jiajian[0]++;
jiajian[jiajian[0]]=1;
}
}
双目运算首先设置相应标志和参数的改变，其主要的函数体部分由shuangmusuanfu函数概括，其中jia参量为用枚举定义的一个常量。
枚举定义如下：
enumsuit{jia=1,jian,cheng,chu,jiecheng,zhishu,Sin,Cos};
shuangmusuanfu中函数实现部分：
函数体中首先对是否按下等号是否有表达式错误进行判断，如果相应标志为1，则转到相应处理函数，否则将算符存储，数值计数器num[0]加一。
3）清除函数
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
OnBnClickedButtonClear（）
{
UpdateData（TRUE）;
mystr=L"";
flagdian=0;
beishu=1;
flagerror=0;
data=0;
flagdengyu=0;
for（inti=0;i<10;i++）
{
jiajian[i]=0;
chengchu[i]=0;
mizhi[i]=0;
num[i]=0;
nextdata[i]=0;
}
num[0]=1;
flaglast=0;
UpdateData（FALSE）;
}
清除函数中主要讲各个参量重新初始化，同时通过UpdateData（FALSE）更新编辑框控件。
4.结论与心得体会
1、Windows编程中可能会遇到可能会遇到各种编译问题，例如编译环境的设置，具体函数的调用。
同时Windows为程序员提供了大量的库函数，在具体实践的过程中，要充分利用书籍和网络查阅相关函数和环境设置，减轻编程负担。
2、考虑到编程的难度，首先编写了未设置优先级的表达式运算，后又通过在原先程序的基础上，编写了设置优先级的程序。
由于两种方式在算法设计上有很大不同，导致了程序改进的困难。
3、由于在编程思想方面并没有参照网上的先例，也没有采取堆栈的方式进行优先级的运算，在具体编程的过程中遇到了很多细节问题。
所以在日后的编程中要注意，算法与数据结构的结合。
4、相较于传统的C++编程，MFC的编程不仅要考虑算法和数据结构的问题，还需要考虑环境、用户界面的美观便捷等问题，编程的难度更大，出现的问题也更多，在编程的过程中渐渐提高了自己的耐性和对于新事物的应用能力。
5、从本次编程的结果来看，此次编程需要提高的方面还很多，人机交互界面的设计、程序算法的统一性、可读性都有待提高。
在程序的设计过程中主要参考了Windows10参做系统自带的计算器，交互界面如图8所示：
图8Windows10计算器
仅从界面看，差距还很大。
但是任何一个程序都不可能是完美的，这款计算器在调试的过程中也发现了一些bug，所以在日后更加重要的学习和工作中的编程过程中，要注意程序的调试和检查，完善任何一个优秀程序都是需要细致耐心的打磨。
5.思考题
1、程序如何实现小数的显示和运算？
首先，数值数组采用float类型，可以实现整形和浮点型的统一运算。
在读取数值的过程中要加入小数点的判断，如果出现了小数点，则在之后读取的每一个数值需要将相应的倍数每次除以10乘以读出的数值与原数值相加得到。
例如changevalue函数：
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
changevalue（）
{
if（!
flagdian）
{
num[（int）num[0]]=data+num[（int）num[0]]*10;
}
else
{
beishu/=10;
num[（int）num[0]]=num[（int）num[0]]+data*beishu;
}
}
对于例如阶乘等只能对于整形进行运算的运算符或函数，首先对数值取证判断其是否与原数据相等，如果相等则可以进行相应运算。
如果不同，则通过AfxMessageBox函数弹出错误提示，错误窗口如图9所示：
图9错误提示窗口
2、描述等号对应的消息处理函数中需要问题及相应实现代码？
点击等号控件，则首先要进行表达式是否正确的判断（本次程序编写过程中，运算符操作的合法性检查放在了每个运算符的函数中，故在等号的消息处理函数中不需要再添加），将结果计算得出并显示在窗口上，同时设置相应的标志。
具体代码如下：
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
OnBnClickedButtonDeng（）//等于
{
sincos（）;
CStringtemp;
calculator（）;
if（!
flagerror）
{
temp.Format（_T（"%g"）,num[1]）;
mystr+=L"\r\n";
mystr+=temp;
}
flagdian=0;
beishu=1;
flagerror=0;
flagdengyu=1;
UpdateData（FALSE）;
}
在实现过程中，首先通过calculator（）执行相应运算得到结果，发生没有错误则将结果显示在编辑框中。
同时设置标志位，标志等号消息处理函数已经运算完。
6、附录
6.1调试报告
程序编译运行过程中主要遇到了类型转换问题、函数调用或执行问题、结果错误问题等。
1、类型转换问题
此类问题错误提示比较明确，更改也比较容易，只需要双击错误提示，转到相应的出错代码，进行相应处理即可。
例如，num数组设置为float类型，而为了减少变量的个数，采用num数组的第一位作为数组中数值个数的计数器。
故采用num[num[0]]表示最后一位数值，程序报错，提示只能为整数下标。
改为强制类型转换即可——num[（int）num[0]]。
2、函数调用或执行问题
此类问题一般在编译过程中并不报错或者不能给出有效的错误提示，导致发现的困难性。
例如，在CfengwanjincalculatorDlg类自声明了一个函数，而在相应的.cpp文件中忘记相应函数实现的编写，编译运行过程中仅提示找不到相应的.exe文件。
通过pause函数等暂停函数到某一点，找到错误的区间解决问题。
2、结果错误问题
此类问题在本次编程过程中遇到的情况较多，采用的自己模拟程序执行流程发现问题，如果不能通过这种方式发现，则通过设置断点，单步执行观察变量在每一步中的变化，并于自己的设想相比较发现问题。
6.2测试结果
1、键入表达式125+6*5-8!
+7^3点击等号得到表达式的结果，与实际相一致，如图10所示。
图10键入数值并执行运算
2、点击加号后可以继续执行运算。
图11点击加号继续运算
3、按下数值9，清屏屏显示数值9
图12按下数值9
4、清屏
图13清屏
5、错误提示
图14错误提示
6.3关键源代码
1、fengwanjincalculatorDlg.h文件中自定义变量和函数的相应声明：
public:
intjiajian[10];//第一位为加减算符个数，后面几位的绝对值为位置，+为正，-为负
intchengchu[10];//第一位为乘除算符个数，后面几位的绝对值为位置，+为正，-为负
intmizhi[10];//第一位为乘幂算符个数，后面几位的绝对值为位置，+为正，-为负
floatnum[10];//操作数数值数组
intflaglast;//判断表达式最后一位为算符或者数值0为数值，1~8为相应算符
floatnextdata[10];
CStringmystr;//编辑框字符串
CFontm_editFont;//编辑框字体
boolflagdian;//0为没加点1为加了点
floatbeishu;//倍数
boolflagerror;//0未发生错误1发生错误
intdata;//按键数值
boolflagdengyu;//是否按下=
voidcalculator（）;//计算函数
voidchangevalue（）;//改变操作数
voidshuangmusuanfu（char,int）;//双目算符对应函数
voidshuzihanshu（char,int）;//数字对应函数
voidsincos（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton1（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton2（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton3（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton4（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton5（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton6（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton7（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton8（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton9（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonDian（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButton0（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonClear（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonBackspace（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonJia（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonDeng（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonJian（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonCheng（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonChu（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonZhishu（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonJiecheng（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonSin（）;
afx_msgvoidOnBnClickedButtonCos（）;
2、在fengwanjincalculatorDlg.cpp文件中声明的枚举类型
enumsuit{jia=1,jian,cheng,chu,jiecheng,zhishu,Sin,Cos};
3、CfengwanjincalculatorDlg构造函数中的初始化
CfengwanjincalculatorDlg:
:
CfengwanjincalculatorDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（IDD_FENGWANJINCALCULATOR_DIALOG,pParent）
mystr（_T（""））
{
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
//自添加
flagdian=0;
beishu=1;
flagerror=0;
data=0;
flagdengyu=0;
for（inti=0;i<10;i++）
{
jiajian[i]=0;
chengchu[i]=0;
mizhi[i]=0;
num[i]=0;
nextdata[i]=0;
}
num[0]=1;
flaglast=0;
}
4、CfengwanjincalculatorDlg:
:
OnInitDialog（）设置编辑框字体
m_editFont.CreatePointFont（180,"宋体"）;
CEdit*m_Edit=（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT）;
m_Edit->SetFont（&m_editFont）;//设置新字体
5、清屏函数
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
OnBnClickedButtonClear（）
{
//TODO:
在此添加控件通知处理程序代码
UpdateData（TRUE）;
mystr=L"";
flagdian=0;
beishu=1;
flagerror=0;
data=0;
flagdengyu=0;
for（inti=0;i<10;i++）
{
jiajian[i]=0;
chengchu[i]=0;
mizhi[i]=0;
num[i]=0;
nextdata[i]=0;
}
num[0]=1;
flaglast=0;
UpdateData（FALSE）;
}
5、退格函数
voidCfengwanjincalculatorDlg:
:
OnBnClickedButtonBackspace（）
{
//TODO:
在此添加控件通知处理程序代码
UpdateData（TRUE）;
//移除最右边一个字符
if（!
mystr.IsEmpty（））
{
chartemp;
temp=mystr[mystr.GetLength（）-1];
if（temp>=48&&temp<=57）
{
if（!
flagdian）
{
num[（int）num[0]]=（num[（int）num[0]]-（temp-48））/10;
}
else
{
num[（int）num[0]]=num[（int）num[0]]-（temp-48）*beishu;
beishu*=10;
}
mystr=mystr.Left（mystr.GetLength（）-1）;
}
elseif（temp=='.'）
{
flagdian=0;
mystr=mystr.Left（mystr.GetLength（）-1）;
}
else
{
num[0]--;
switch（temp）
{
case43:
case45:
jiajian[jiajian[0]]=0;
jiajian[0]--;
mystr=mystr.Left（mystr.GetLength（）-1）;
break;
case42:
case47:
chengchu[chengchu[0]]=0;
chengchu[0]--;
mystr=mystr.Left（mystr.GetLength（）-1）;
break;
case33:
num[0]++;
num[（int）num[0]]=nextdata[2*（int）nextdata[0]];
nextdata[2*（int）nextdata[0]-1]=0;
nextdata[0]--;
mystr=mystr.Left（mystr.GetLength（）-1）;
break;
case94:
mizhi[mizhi[0]]=0;
mizhi[0]--;
mystr=mystr.Left（mystr.GetLength（）-1）;
break;
case110:
num[0]++;
num[（int）num[0]]=nextdata[2*（int）nextdata[0]];
nextdata[2*（int）nextdata[0]-1]=0;
nextdata[0]--;
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