Java实验报告C语言实训支持表达式计算器文档格式.docx
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*
（1）初始化两个栈：
运算符栈S1和储存中间结果的栈S2；
*
（2）从右至左扫描中缀表达式；
*（3）遇到操作数时，将其压入S2；
*（4）遇到运算符时，比较其与S1栈顶运算符的优先级：
*（4-1）如果S1为空，或栈顶运算符为右括号“）”，则直接将此运算符入栈；
*（4-2）否则，若优先级比栈顶运算符的较高或相等，也将运算符压入S1；
*（4-3）否则，将S1栈顶的运算符弹出并压入到S2中，再次转到（4-1）与S1中新的栈顶运算符相比较；
*（5）遇到括号时：
*（5-1）如果是右括号“）”，则直接压入S1；
*（5-2）如果是左括号“（”，则依次弹出S1栈顶的运算符，并压入S2，直到遇到右括号为止，此时将这一对括号丢弃；
*（6）重复步骤
（2）至（5），直到表达式的最左边；
*（7）将S1中剩余的运算符依次弹出并压入S2；
*（8）依次弹出S2中的元素并输出，结果即为中缀表达式对应的前缀表达式。
例如，将中缀表达式“1+（（2+3）×
4）-5”转换为前缀表达式的过程如下：
扫描到的元素
S2（栈底->
栈顶）
S1（栈底->
说明
5
空
数字，直接入栈
-
S1为空，运算符直接入栈
）
-）
右括号直接入栈
4
54
数字直接入栈
×
-）×
S1栈顶是右括号，直接入栈
）
3
543
数字
+
）+
2
5432
（
5432+
左括号，弹出运算符直至遇到右括号
5432+×
同上
-+
优先级与-相同，入栈
1
1
到达最左端
1+-
S1中剩余的运算符
运行截图：
6.本实训中遇到的关键问题及其解决方法：
中缀表达式（中缀记法）
中缀表达式是一种通用的算术或逻辑公式表示方法，操作符以中缀形式处于操作数的中间。
中缀表达式是人们常用的算术表示方法。
虽然人的大脑很容易理解与分析中缀表达式，但对计算机来说中缀表达式却是很复杂的，因此计算表达式的值时，通常需要先将中缀表达式转换为前缀或后缀表达式，然后再进行求值。
对计算机来说，计算前缀或后缀表达式的值非常简单。
7.实训总结：
通过一个简单的计算器程序，让我对java编程及栈的操作有了进一步的认识。
认识到需要培养团队合作能力。
8.附录：
程序实现代码：
MainFrame.java
importjavax.swing.*;
importjavax.swing.border.Border;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.ActionListener;
importjava.awt.event.ActionEvent;
importjava.awt.event.KeyAdapter;
importjava.awt.event.KeyEvent;
/**
*我的计算器。
MainFrame继承于JFrame，是计算器的界面
*/
publicclassMainFrameextendsJFrame{
/**
*
privatestaticfinallongserialVersionUID=1L;
privateBorderborder=BorderFactory.createEmptyBorder（5,5,5,5）;
privateJTextFieldtextbox=newJTextField（"
0"
）;
privateJTextFieldoldtextbox=newJTextField（"
privateJTextFieldqz_textbox=newJTextField（"
StringBuildersbBuilder=newStringBuilder（"
"
//输入缓存
//按下=或回车得到结果
voidgetResult（）{
if（!
sbBuilder.toString（）.equals（textbox.getText（）））{
intend=sbBuilder.length（）;
sbBuilder=sbBuilder.delete（0,end）;
sbBuilder.append（textbox.getText（））;
}
Stringstring=null;
String[]results=null;
try{
string=sbBuilder.toString（）;
if（string.matches（"
.*[=\\-*/]"
））{
thrownewException（"
运算符格式不正确！
}elseif（string.matches（"
[+\\-*/][0-9]*.*"
string=sbBuilder.insert（0,'
0'
）.toString（）;
}
results=Calculator.toPolishNotation（string）;
}catch（Exceptione）{
string="
;
sbBuilder=newStringBuilder（"
results=newString[]{"
"
};
JOptionPane.showMessageDialog（this,"
表达式格式错误。
+e.getMessage（））;
StringoResult=results[0];
//
oldtextbox.setText（string）;
qz_textbox.setText（results[1]）;
textbox.setText（oResult）;
intend=sbBuilder.length（）;
//System.out.println（end）;
sbBuilder.delete（0,end）;
sbBuilder.append（oResult）;
return;
}
privateActionListenerlistener=newActionListener（）{
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{
JButtonb=（JButton）e.getSource（）;
Stringlabel=b.getText（）;
if（label.equals（"
="
getResult（）;
}elseif（label.equals（"
DEL"
））{
intend=sbBuilder.length（）;
sbBuilder=sbBuilder.deleteCharAt（end-1）;
textbox.setText（sbBuilder.toString（））;
C"
sbBuilder=sbBuilder.delete（0,end）;
oldtextbox.setText（"
CLEAR"
}
else{
sbBuilder.append（label）;
////
};
publicMainFrame（Stringtitle）throwsHeadlessException{
super（title）;
//调用父类构造方法
setupFrame（）;
//调整窗体属性
setupControls（）;
//创建控件
privatevoidsetupControls（）{
setupDisplayPanel（）;
//创建文本面板
setupButtonsPanel（）;
//创建按钮面板
//创建按钮面板并添加按钮
privatevoidsetupButtonsPanel（）{
JPanelpanel=newJPanel（）;
panel.setBorder（border）;
panel.setLayout（newGridLayout（4,5,3,3））;
createButtons（panel,newString[]{
"
7"
"
8"
9"
+"
4"
5"
6"
-"
1"
2"
3"
*"
（"
//空字符串表示这个位置没有按钮
."
/"
）"
}）;
this.add（panel,BorderLayout.SOUTH）;
*在指定的面板上创建按钮
*
*@parampanel
*要创建按钮的面板
*@paramlabels
*按钮文字
privatevoidcreateButtons（JPanelpanel,String[]labels）{
for（Stringlabel:
labels）{
//如果label为空，则表示创建一个空面板。
否则创建一个按钮。
panel.add（newJPanel（））;
}else{
JButtonb=newJButton（label）;
b.setFont（newFont（"
微软雅黑"
Font.PLAIN,20））;
b.addActionListener（listener）;
//为按钮添加侦听器
panel.add（b）;
//设置显示面板，用一个文本框来作为计算器的显示部分。
privatevoidsetupDisplayPanel（）{
JPanelpanel1=newJPanel（）;
panel.setLayout（newBorderLayout（））;
panel1.setLayout（newBorderLayout（））;
panel1.setBorder（border）;
setupTextbox（）;
panel1.add（qz_textbox,BorderLayout.CENTER）;
panel.add（oldtextbox,BorderLayout.NORTH）;
panel.add（textbox,BorderLayout.CENTER）;
this.add（panel1,BorderLayout.NORTH）;
this.add（panel,BorderLayout.CENTER）;
//调整文本框
privatevoidsetupTextbox（）{
qz_textbox.setHorizontalAlignment（JTextField.RIGHT）;
//文本右对齐
qz_textbox.setEditable（false）;
textbox.setHorizontalAlignment（JTextField.RIGHT）;
textbox.setEditable（true）;
//文本框只读
//按下ENTER键得到结果
textbox.addKeyListener（newKeyAdapter（）{
@Override
publicvoidkeyReleased（KeyEvente）{
if（e.getKeyCode（）==KeyEvent.VK_ENTER）{
getResult（）;
}
}）;
textbox.setBackground（Color.white）;
//文本框背景色为白色
qz_textbox.setBackground（Color.white）;
oldtextbox.setHorizontalAlignment（JTextField.RIGHT）;
oldtextbox.setEditable（false）;
oldtextbox.setBackground（Color.white）;
oldtextbox.setBorder（BorderFactory.createEmptyBorder（5,5,0,5））;
textbox.setBorder（BorderFactory.createEmptyBorder（5,5,5,5））;
qz_textbox.setBorder（BorderFactory.createEmptyBorder（5,5,5,5））;
textbox.setFont（newFont（"
Font.BOLD,20））;
oldtextbox.setFont（newFont（"
Font.PLAIN,16））;
//TODO让文本框一进入程序就能获得输入焦点
//调整窗体
privatevoidsetupFrame（）{
this.setDefaultCloseOperation（EXIT_ON_CLOSE）;
//当窗体关闭时程序结束
this.setLocation（100,50）;
//设置窗体显示在桌面上的位置
this.setSize（400,300）;
//设置窗体大小
this.setResizable（false）;
//窗体大小固定
//程序入口
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
UIManager.setLookAndFeel（UIManager.getSystemLookAndFeelClassName（））;
MainFrameframe=newMainFrame（"
支持表达式求值的计算器的设计与实现"
frame.setVisible（true）;
//在桌面上显示窗体
}
Calculator.java
importjava.util.Stack;
*利用栈实现中缀表达式计算
*@author
publicclassCalculator{
*转换成前缀表达式并计算.<
*将中缀表达式转换为前缀表达式：
*遵循以下步骤：
*
（1）初始化两个栈：
*（6）重复步骤
（2）至（5），直到表达式的最左边；
*（7）将S1中剩余的运算符依次弹出并压入S2；
*（8）依次弹出S2中的元素并输出，结果即为中缀表达式对应的前缀表达式。
*@param表达式字符串
*@return计算结果Object[2][0]:
Doubleresult[1]:
Stringexpression
*@throwsIllegalArgumentException
*@throwsNumberFormatException
publicstaticString[]toPolishNotation（Stringinput）
throwsIllegalArgumentException,NumberFormatException{
//string：
1+3*（2-1）
intlen=input.length（）;
//len:
9
charc,tempChar;
Stack<
Character>
s1=newStack<
（）;
//操作运算符
Double>
s2=newStack<
//中间结果
Object>
expression=newStack<
//前缀表达式
doublenumber;
intlastIndex=-1;
for（inti=len-1;
i>
=0;
--i）{//8-0
c=input.charAt（i）;
//i:
8c:
if（Character.isDigit（c））{
//i:
7c:
1自右向左找到input中最后一个数的最后一位数字的下标
lastIndex=readDoubleReverse（input,i）;
//lastIndex（input中最后一个数的第一位数字的下标）:
7
number=Double.parseDouble（input.substring（lastIndex,i+1））;
//找到input中最后一个数：
number
s2.push（number）;
//遇到操作数时，将其压入S2；
i=lastIndex;
//将前缀表达式压入expression栈
if（（int）number==number）
expression.push（（int）number）;
else
expression.push（number）;
}elseif（isOperator（c））{
//遇到运算符时，比较其与S1栈顶运算符的优先级：
/*
*peek（）:
*Looksattheobjectatthetopofthis
*stackwithoutremovingitfromthestack.
*Returntheobjectatthetopofthisstack
*（thelastitemoftheVectorobject）.
*/
while（!
s1.isEmpty（）&
&
s1.peek（）!
='
）'
&
priorityCompare（c,s1.peek（））<
0）{
expression.push（s1.peek（））;
//乘法和除法优先级较高
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