此篇是一個(gè)java入門級(jí)的實(shí)驗(yàn)展示。

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。

(資料圖片)

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

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