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Java Taschenrechner hat Jemand vlt einen Tipp dafür wie ich jetzt die buttons verbinden kann und das Ergebnis auf dem textfield anzeigen lassen kann
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (e.getSource() == button_1) {
field.setText(field.getText() + "1");
} else if (e.getSource() == button_2) {
field.setText(field.getText() + "2");
} else if (e.getSource() == button_3) {
field.setText(field.getText() + "3");
} else if (e.getSource() == button_4) {
field.setText(field.getText() + "4");
} else if (e.getSource() == button_5) {
field.setText(field.getText() + "5");
} else if (e.getSource() == button_6) {
field.setText(field.getText() + "6");
} else if (e.getSource() == button_7) {
field.setText(field.getText() + "7");
} else if (e.getSource() == button_8) {
field.setText(field.getText() + "8");
} else if (e.getSource() == button_9) {
field.setText(field.getText() + "9");
}
}
Um den Operator und die zweite Zahl zu speichern, können Sie zum Beispiel eine switch-Anweisung verwenden. Hier ist ein Beispiel für die actionPerformed-Methode für die Operator-Tasten:
Code:
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (e.getSource() == button1) {
zahl1 = Double.parseDouble(field.getText());
operator = '+';
field.setText("");
} else if (e.getSource() == button2) {
zahl1 = Double.parseDouble(field.getText());
operator = '-';
field.setText("");
} else if (e.getSource() == button3) {
zahl1 = Double.parseDouble(field.getText());
operator = '/';
field.setText("");
} else if (e.getSource() == button4) {
zahl1 = Double.parseDouble(field.getText());
operator = '*';
field.setText("");
} else if (e.getSource() == button5) {
zahl2 = Double.parseDouble(field.getText());
switch (operator) {
case '+':
sum = zahl1 + zahl2;
break;
case '-':
sum = zahl1 - zahl2;
break;
case '/':
sum = zahl1 / zahl2;
break;
case '*':
sum = zahl1 * zahl2;
break;
default:
break;
}
field.setText(Double.toString(sum));
} else if (e.getSource() == button6) {
field.setText("");
zahl1 = 0;
zahl2 = 0;
sum = 0;
operator = ' ';
}
}
Beachten Sie, dass in diesem Beispiel die Variablen zahl1, zahl2, sum
Ich möchte zu der Art und Weise der Umsetzung ein paar Kommentare abgeben und Verbesserungsvorschläge machen. Denn bei dem Code fällt einiges auf und da will ich die wichtigen Punkte einmal bringen, die mir so direkt ins Auge fallen (Also ist kein vollständiger Code Review!):
Die Art und Weise der Implementierung ist Pre Java 8. Ein implements ActionListener und dann in der actionPerformed diese if / else if Arie. Das ist einfach unleserlich und unübersichtlich und daher rate ich davon eindringlich ab!
Ebenso bei viele ähnlichem Code, der sich wiederholt - auch wenn es bei 1 oder 2 Zeilen eher unkritisch ist, neige ich dazu, wichtige Funktionalitäten in Methoden zu packen! Alleine schon, damit sie sauber benannt werden!
Dann sollte man Methoden aufbrechen um diese nicht zu groß werden zu lassen. Eine Methode mit 20 Zeilen oder so sollte immer kritisch betrachtet werden. Klar, es gibt Methoden, da ist dies teilweise so, aber der kritische Blick sollte immer sein. Spätestens, wenn es da noch Verschachtelungen gibt mit immer tiefer werdenen Blöcken (hier wären es die ganzen if mit einer switch drin. Das schreit direkt nach einem Refactoring!)
Man kann also eine Methode machen wie "addDigit(char)":
Java:
public void addDigit(char digit) {
field.setText(field.getText() + digit);
}
Dann hat man diesen bisherigen Einzeiler in einer Methode. Was gut ist, denn man will ggf. ja führende 0er entfernen. Wenn da im Display eine "0" steht und Du drückst die 1, dann soll da ja "1" stehen und nicht "01". Es bleibt also nicht immer bei einer Zeile und so hat man es sehr schön an einer Stelle.
Die if / else if Seriwe unterbindet man, in dem man dann z.B. mit Lambda Ausdrücken arbeitet bei den addActionListenern:
Aus dem button_1.addActionListener(this); wird dann ein button_1.addActionListener( e -> addDigit('1') );
Das gilt bei den anderen Buttons ebenso.
Wobei das schon fast in eine Methode kann, denn sowas hat man ja mehrfach. createDigitButton(char) oder addDigitButton, wenn man das add direkt dazu nimmt, wäre da denkbar. Da hast Du dann den Konstruktor und alle Attribute gesetzt - das ist ja auch massiver doppelter Code.
Vorteile:
==> bessere Unterteilung des Codes so dass Anpassungen nicht an vielen Stellen gemacht werden müssen.
==> Durch klare Methodennamen, die klar beschreiben, was eine Methode macht, wird der Code deutlich verständlicher.
Dann noch als Kleinigkeit:
Java:
final int height = 50;
final int witdh = 50;
Das ist schon super, dass Du das als finale Variablen gemacht hast. Aber was für eine Höhe und Breite ist es? Das ist ja erst einmal für die Buttons. Und dann kannst Du es auch gleich richtig als typische Konstanten machen:
Java:
public static final int BUTTON_HEIGHT = 50;
public static final int BUTTON_WIDTH = 50;
Und natürlich sowas auch noch für alle anderen "magic numbers", die Du in dem Code hast.
Ich möchte zu der Art und Weise der Umsetzung ein paar Kommentare abgeben und Verbesserungsvorschläge machen. Denn bei dem Code fällt einiges auf und da will ich die wichtigen Punkte einmal bringen, die mir so direkt ins Auge fallen (Also ist kein vollständiger Code Review!):
Die Art und Weise der Implementierung ist Pre Java 8. Ein implements ActionListener und dann in der actionPerformed diese if / else if Arie. Das ist einfach unleserlich und unübersichtlich und daher rate ich davon eindringlich ab!
Ebenso bei viele ähnlichem Code, der sich wiederholt - auch wenn es bei 1 oder 2 Zeilen eher unkritisch ist, neige ich dazu, wichtige Funktionalitäten in Methoden zu packen! Alleine schon, damit sie sauber benannt werden!
Dann sollte man Methoden aufbrechen um diese nicht zu groß werden zu lassen. Eine Methode mit 20 Zeilen oder so sollte immer kritisch betrachtet werden. Klar, es gibt Methoden, da ist dies teilweise so, aber der kritische Blick sollte immer sein. Spätestens, wenn es da noch Verschachtelungen gibt mit immer tiefer werdenen Blöcken (hier wären es die ganzen if mit einer switch drin. Das schreit direkt nach einem Refactoring!)
Man kann also eine Methode machen wie "addDigit(char)":
Java:
public void addDigit(char digit) {
field.setText(field.getText() + digit);
}
Dann hat man diesen bisherigen Einzeiler in einer Methode. Was gut ist, denn man will ggf. ja führende 0er entfernen. Wenn da im Display eine "0" steht und Du drückst die 1, dann soll da ja "1" stehen und nicht "01". Es bleibt also nicht immer bei einer Zeile und so hat man es sehr schön an einer Stelle.
Die if / else if Seriwe unterbindet man, in dem man dann z.B. mit Lambda Ausdrücken arbeitet bei den addActionListenern:
Aus dem button_1.addActionListener(this); wird dann ein button_1.addActionListener( e -> addDigit('1') );
Das gilt bei den anderen Buttons ebenso.
Wobei das schon fast in eine Methode kann, denn sowas hat man ja mehrfach. createDigitButton(char) oder addDigitButton, wenn man das add direkt dazu nimmt, wäre da denkbar. Da hast Du dann den Konstruktor und alle Attribute gesetzt - das ist ja auch massiver doppelter Code.
Vorteile:
==> bessere Unterteilung des Codes so dass Anpassungen nicht an vielen Stellen gemacht werden müssen.
==> Durch klare Methodennamen, die klar beschreiben, was eine Methode macht, wird der Code deutlich verständlicher.
Dann noch als Kleinigkeit:
Java:
final int height = 50;
final int witdh = 50;
Das ist schon super, dass Du das als finale Variablen gemacht hast. Aber was für eine Höhe und Breite ist es? Das ist ja erst einmal für die Buttons. Und dann kannst Du es auch gleich richtig als typische Konstanten machen:
Java:
public static final int BUTTON_HEIGHT = 50;
public static final int BUTTON_WIDTH = 50;
Und natürlich sowas auch noch für alle anderen "magic numbers", die Du in dem Code hast.
Einen Taschenrechner in Java programmieren
Das Ziel ist ein einfacher Taschenrechner der das Rechen mit Fließkommazahlen ermöglicht. Unterstützt werden Operationen wie addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren, modulo und potenzieren sowie die Zahl PI.
Es sollen auch die Prioritäten der Operation berücksichtigt werden.
z.B. 3+2*5 ergibt 13 und nicht 10.
Beispiele
2^3+1 = 9
9^0.5 =3
3+2/.5 = 7
-3+5^2=22
Ich möchte hier einen Weg aufzeigen, wie man diese Problemstellung lösen kann.
Wichtig dabei ist, ein Verständnis für die Trennung der Komponenten zu entwickeln. Ein Fehler den ich im Code von Anfängern immer wieder beobachte ist, dass eine Trennung der einzelnen Probleme nicht stattfindet.
Im Allgemeinen gibt es eine Dateneingabe → Datenverarbeitung → Datenausgabe.
Diese Bereiche werden fast immer vermischt. Die Folge ist schwer lesbarer und komplizierter Code.
Daher lautet hier das erstes Prinzip „Teile und Herrsche“.
Übersetzt heißt das: Wenn Du vor einem großem Problem stehst, das aus vielen kleineren Teilproblemen zusammengesetzt ist, löse zuerst der Reihe nach die kleinen einfacheren Probleme. Damit ist das große Problem anschließend viel leichter zu bewältigen.
Objektorientierung ist ein formales Mittel dafür.
Für das Problem Taschenrechner benutzen wir eine einfache Trennung in Klassen wie folgt: 1) Keyboard (Eingabe)
Für die Eingabe benötigen wir eine Tastatur. Dort sollen alle Ziffern [0-9] , das Komma [.] und die Operationen [/ * - + ^ % ] eingegeben werden können. Des Weiteren benötigen wir noch eine Lösch- [c] und eine Ergebnistaste [=]. 2) Display (Ausgabe)
Dient der Anzeige der Ein- und Ausgabe. 3) Calculator (Verarbeitung )
Übernimmt die Eingaben und verarbeitet diese nach drücken der Ergebnistaste.
Wichtig: Weder die Eingabe noch die Ausgabe muss über die Verarbeitung der Daten Bescheid wissen. Genauso wenig muss sich der Calculator um die Ein- bzw. Ausgabe kümmern.
Die Datei calculator.jar zum Testen was alles bereits funktioniert( ist unten angehängt )
Die App benutzt folgende Klassen, die hier bereits fertig zur Verfügung stehen. StartCalculator
Erzeugt das Fenster und startet die App.
Java:
package gui;
import javax.swing.JFrame;
public class StartCalculator {
public static void main(String[] args) {
JFrame frame = new JFrame();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.add(new CalculatorPanel(500, 500));
frame.setResizable(false);
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
}
CalculatorPanel
Beinhalted Display, KeyBoard und Calculator und verknüpft die Eingabe, Ausgabe und die Verarbeitung.
Java:
package gui;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JPanel;
import calculator.Calculator;
@SuppressWarnings("serial")
public class CalculatorPanel extends JPanel implements ActionListener {
private KeyBoard keyboard;
private Display display;
private Calculator calculator = new Calculator();
public CalculatorPanel(int width, int height) {
setPreferredSize(new Dimension(width, height));
int keyboardHeight = 8 * height / 10;
keyboard = new KeyBoard(width, keyboardHeight, this);
display = new Display(width, height - keyboardHeight);
add(display, BorderLayout.NORTH);
add(keyboard, BorderLayout.CENTER);
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String token = e.getActionCommand();
if (KeyBoard.isAssign(token))
calculator.calculate();
else
doInput(token);
display.setText(calculator.toString());
}
public void doInput(String token) {
if (KeyBoard.isPI(token))
calculator.addNumber(Math.PI);
else {
if (KeyBoard.isClear(token))
calculator.clear();
else
calculator.addChar(token.charAt(0));
}
}
}
package gui;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.BorderFactory;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.border.BevelBorder;
import calculator.Calculator;
@SuppressWarnings("serial")
public class KeyBoard extends JPanel {
private final static String[] name = { "7", "8", "9", getKeyName(Calculator.DIV), getKeyName(Calculator.MUL), "4",
"5", "6", getKeyName(Calculator.SUB), getKeyName(Calculator.ADD), "1", "2", "3", getKeyName(Calculator.POW),
getKeyName(Calculator.MOD), "pi", "0", ".", "c", "=" };
private final static int NUM_LINE = 5;
private final static int ASSIGN = 19;
private final static int CLEAR = 18;
private final static int PI = 15;
public KeyBoard(int widht, int height, ActionListener listener) {
setPreferredSize(new Dimension(widht, height));
setLayout(null);
int offX = (int) (widht * .05);
int offY = (int) (height * .05);
int btnW = (widht - (NUM_LINE + 1) * offX) / NUM_LINE;
int btnH = (height - (NUM_LINE + 1) * offY) / (name.length / (NUM_LINE));
int x = offX;
int y = offY;
Font fontBig = new Font("Courier", Font.BOLD, btnH / 3);
Font fontSmall = new Font("Courier", Font.BOLD, btnH / 5);
for (int i = 0; i < name.length; i++) {
JButton btn = new JButton(name[i]);
btn.setFont(name[i].length() > 1 ? fontSmall : fontBig);
btn.setBackground(Color.GREEN.darker());
btn.setForeground(Character.isDigit(name[i].charAt(0)) ? Color.BLACK : Color.WHITE);
btn.setFocusable(false);
btn.addActionListener(listener);
add(btn);
if (i != 0) {
if (i % NUM_LINE == 0) {
x = offX;
y += btnH + offY;
} else
x += btnW + offX;
}
btn.setBounds(x, y, btnW, btnH);
}
setBackground(Color.DARK_GRAY);
setBorder(BorderFactory.createBevelBorder(BevelBorder.RAISED));
}
private static String getKeyName(int id) {
return Calculator.getOperator(id) + "";
}
public static boolean isAssign(String cmd) {
return cmd.equals(name[ASSIGN]);
}
public static boolean isClear(String cmd) {
return cmd.equals(name[CLEAR]);
}
public static boolean isPI(String cmd) {
return cmd.equals(name[PI]);
}
}
Die Klassen Display und KeyBoard dienen hier als anschauliches Beispiel. Womit 2 Teilprobleme der Aufgabenstellung bereits gelöst sind.
Die Klasse Calculator ist das Zentrum des Geschehens.
Sie besitzt bereits einen Lookuptabel und nützlichen Funktionen, die als zentrale Anlaufstellen von den anderen Klassen benutzt werden.
Sie ist nicht fertig. Es fehlt, die eigentliche Datenverarbeitung. Sie wird in der Klasse CalculatorPanel benutzt.
Tipp: Auch hier lässt sich das Problem wieder in Teilproblem zerlegen. Ich habe für die Lösung eine Klasse Token eingeführt die einen Datenstring besitzt der durch die einzelnen character gebildet werden. Ein Token ist entweder ein Operator oder eine Zahl. Der Operator '-' kann außerdem als Vorzeichen fungieren. z.B. -6 + 5 wird zu den Token.
-6 = Zahl
+ = operator
5 = Zahl
...
Das ist aber nur einer von vielen Ansätzen für die Lösung des Problems
Hier die Klasse Calculator zum vervollständigen. Falls Du Dich daran versuchen möchtest.
Java:
package calculator;
public class Calculator {
private final static char[] operators = { '^', '*', '/', '%', '+', '-' };
private final static int[] priority = { 3, 2, 2, 1, 0, 0 };
public final static char COMMA = '.';
public final static int POW = 0;
public final static int MUL = 1;
public final static int DIV = 2;
public final static int MOD = 3;
public final static int ADD = 4;
public final static int SUB = 5;
private char testInput = ' ';
// Fügt ein Zeichen von der Tastertur zum Rechner hinzu
// falls dieses dem Format entspricht
// Gibt bei Erfolg true zurück
public boolean addChar(char c) {
testInput = c;
// TODO
return true;
}
// Fügt eine ganze Number zum Rechner hinzu
// Gibt bei Erfolg true zurück
public boolean addNumber(double num) {
// TODO
return false;
}
// Berechnet das Ergebnis der Eingaben und ersetzt diese
// durch das Ergebnis
public double calculate() {
// TODO
return 0;
}
// Löscht alle Eingaben
public void clear() {
// TODO
}
public static char getOperator(int id) {
return operators[id];
}
public static int getOperatorId(char c) throws IllegalArgumentException {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return i;
}
throw new IllegalArgumentException(c + " is no valid operator!");
}
public static int getPriority(char c) throws IllegalArgumentException {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return priority[i];
}
throw new IllegalArgumentException(c + " is no valid operator!");
}
public static boolean isMinus(char c) {
return c == operators[SUB];
}
public static boolean isOperator(char c) {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return true;
}
return false;
}
// Gibt einen String aller Eingaben zurück
@Override
public String toString() {
// TODO
return "Not finished " + testInput;
}
}
Einen Taschenrechner in Java programmieren
Das Ziel ist ein einfacher Taschenrechner der das Rechen mit Fließkommazahlen ermöglicht. Unterstützt werden Operationen wie addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren, modulo und potenzieren sowie die Zahl PI.
Es sollen auch die Prioritäten der Operation berücksichtigt werden.
z.B. 3+2*5 ergibt 13 und nicht 10.
Beispiele
2^3+1 = 9
9^0.5 =3
3+2/.5 = 7
-3+5^2=22
Ich möchte hier einen Weg aufzeigen, wie man diese Problemstellung lösen kann.
Wichtig dabei ist, ein Verständnis für die Trennung der Komponenten zu entwickeln. Ein Fehler den ich im Code von Anfängern immer wieder beobachte ist, dass eine Trennung der einzelnen Probleme nicht stattfindet.
Im Allgemeinen gibt es eine Dateneingabe → Datenverarbeitung → Datenausgabe.
Diese Bereiche werden fast immer vermischt. Die Folge ist schwer lesbarer und komplizierter Code.
Daher lautet hier das erstes Prinzip „Teile und Herrsche“.
Übersetzt heißt das: Wenn Du vor einem großem Problem stehst, das aus vielen kleineren Teilproblemen zusammengesetzt ist, löse zuerst der Reihe nach die kleinen einfacheren Probleme. Damit ist das große Problem anschließend viel leichter zu bewältigen.
Objektorientierung ist ein formales Mittel dafür.
Für das Problem Taschenrechner benutzen wir eine einfache Trennung in Klassen wie folgt: Anhang anzeigen 21005 1) Keyboard (Eingabe)
Für die Eingabe benötigen wir eine Tastatur. Dort sollen alle Ziffern [0-9] , das Komma [.] und die Operationen [/ * - + ^ % ] eingegeben werden können. Des Weiteren benötigen wir noch eine Lösch- [c] und eine Ergebnistaste [=]. 2) Display (Ausgabe)
Dient der Anzeige der Ein- und Ausgabe. 3) Calculator (Verarbeitung )
Übernimmt die Eingaben und verarbeitet diese nach drücken der Ergebnistaste.
Wichtig: Weder die Eingabe noch die Ausgabe muss über die Verarbeitung der Daten Bescheid wissen. Genauso wenig muss sich der Calculator um die Ein- bzw. Ausgabe kümmern.
Die Datei calculator.jar zum Testen was alles bereits funktioniert( ist unten angehängt )
Die App benutzt folgende Klassen, die hier bereits fertig zur Verfügung stehen. StartCalculator
Erzeugt das Fenster und startet die App.
Java:
package gui;
import javax.swing.JFrame;
public class StartCalculator {
public static void main(String[] args) {
JFrame frame = new JFrame();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.add(new CalculatorPanel(500, 500));
frame.setResizable(false);
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
}
CalculatorPanel
Beinhalted Display, KeyBoard und Calculator und verknüpft die Eingabe, Ausgabe und die Verarbeitung.
Java:
package gui;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JPanel;
import calculator.Calculator;
@SuppressWarnings("serial")
public class CalculatorPanel extends JPanel implements ActionListener {
private KeyBoard keyboard;
private Display display;
private Calculator calculator = new Calculator();
public CalculatorPanel(int width, int height) {
setPreferredSize(new Dimension(width, height));
int keyboardHeight = 8 * height / 10;
keyboard = new KeyBoard(width, keyboardHeight, this);
display = new Display(width, height - keyboardHeight);
add(display, BorderLayout.NORTH);
add(keyboard, BorderLayout.CENTER);
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String token = e.getActionCommand();
if (KeyBoard.isAssign(token))
calculator.calculate();
else
doInput(token);
display.setText(calculator.toString());
}
public void doInput(String token) {
if (KeyBoard.isPI(token))
calculator.addNumber(Math.PI);
else {
if (KeyBoard.isClear(token))
calculator.clear();
else
calculator.addChar(token.charAt(0));
}
}
}
package gui;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.BorderFactory;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.border.BevelBorder;
import calculator.Calculator;
@SuppressWarnings("serial")
public class KeyBoard extends JPanel {
private final static String[] name = { "7", "8", "9", getKeyName(Calculator.DIV), getKeyName(Calculator.MUL), "4",
"5", "6", getKeyName(Calculator.SUB), getKeyName(Calculator.ADD), "1", "2", "3", getKeyName(Calculator.POW),
getKeyName(Calculator.MOD), "pi", "0", ".", "c", "=" };
private final static int NUM_LINE = 5;
private final static int ASSIGN = 19;
private final static int CLEAR = 18;
private final static int PI = 15;
public KeyBoard(int widht, int height, ActionListener listener) {
setPreferredSize(new Dimension(widht, height));
setLayout(null);
int offX = (int) (widht * .05);
int offY = (int) (height * .05);
int btnW = (widht - (NUM_LINE + 1) * offX) / NUM_LINE;
int btnH = (height - (NUM_LINE + 1) * offY) / (name.length / (NUM_LINE));
int x = offX;
int y = offY;
Font fontBig = new Font("Courier", Font.BOLD, btnH / 3);
Font fontSmall = new Font("Courier", Font.BOLD, btnH / 5);
for (int i = 0; i < name.length; i++) {
JButton btn = new JButton(name[i]);
btn.setFont(name[i].length() > 1 ? fontSmall : fontBig);
btn.setBackground(Color.GREEN.darker());
btn.setForeground(Character.isDigit(name[i].charAt(0)) ? Color.BLACK : Color.WHITE);
btn.setFocusable(false);
btn.addActionListener(listener);
add(btn);
if (i != 0) {
if (i % NUM_LINE == 0) {
x = offX;
y += btnH + offY;
} else
x += btnW + offX;
}
btn.setBounds(x, y, btnW, btnH);
}
setBackground(Color.DARK_GRAY);
setBorder(BorderFactory.createBevelBorder(BevelBorder.RAISED));
}
private static String getKeyName(int id) {
return Calculator.getOperator(id) + "";
}
public static boolean isAssign(String cmd) {
return cmd.equals(name[ASSIGN]);
}
public static boolean isClear(String cmd) {
return cmd.equals(name[CLEAR]);
}
public static boolean isPI(String cmd) {
return cmd.equals(name[PI]);
}
}
Die Klassen Display und KeyBoard dienen hier als anschauliches Beispiel. Womit 2 Teilprobleme der Aufgabenstellung bereits gelöst sind.
Die Klasse Calculator ist das Zentrum des Geschehens.
Sie besitzt bereits einen Lookuptabel und nützlichen Funktionen, die als zentrale Anlaufstellen von den anderen Klassen benutzt werden.
Sie ist nicht fertig. Es fehlt, die eigentliche Datenverarbeitung. Sie wird in der Klasse CalculatorPanel benutzt.
Tipp: Auch hier lässt sich das Problem wieder in Teilproblem zerlegen. Ich habe für die Lösung eine Klasse Token eingeführt die einen Datenstring besitzt der durch die einzelnen character gebildet werden. Ein Token ist entweder ein Operator oder eine Zahl. Der Operator '-' kann außerdem als Vorzeichen fungieren. z.B. -6 + 5 wird zu den Token.
-6 = Zahl
+ = operator
5 = Zahl
...
Das ist aber nur einer von vielen Ansätzen für die Lösung des Problems
Hier die Klasse Calculator zum vervollständigen. Falls Du Dich daran versuchen möchtest.
Java:
package calculator;
public class Calculator {
private final static char[] operators = { '^', '*', '/', '%', '+', '-' };
private final static int[] priority = { 3, 2, 2, 1, 0, 0 };
public final static char COMMA = '.';
public final static int POW = 0;
public final static int MUL = 1;
public final static int DIV = 2;
public final static int MOD = 3;
public final static int ADD = 4;
public final static int SUB = 5;
private char testInput = ' ';
// Fügt ein Zeichen von der Tastertur zum Rechner hinzu
// falls dieses dem Format entspricht
// Gibt bei Erfolg true zurück
public boolean addChar(char c) {
testInput = c;
// TODO
return true;
}
// Fügt eine ganze Number zum Rechner hinzu
// Gibt bei Erfolg true zurück
public boolean addNumber(double num) {
// TODO
return false;
}
// Berechnet das Ergebnis der Eingaben und ersetzt diese
// durch das Ergebnis
public double calculate() {
// TODO
return 0;
}
// Löscht alle Eingaben
public void clear() {
// TODO
}
public static char getOperator(int id) {
return operators[id];
}
public static int getOperatorId(char c) throws IllegalArgumentException {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return i;
}
throw new IllegalArgumentException(c + " is no valid operator!");
}
public static int getPriority(char c) throws IllegalArgumentException {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return priority[i];
}
throw new IllegalArgumentException(c + " is no valid operator!");
}
public static boolean isMinus(char c) {
return c == operators[SUB];
}
public static boolean isOperator(char c) {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return true;
}
return false;
}
// Gibt einen String aller Eingaben zurück
@Override
public String toString() {
// TODO
return "Not finished " + testInput;
}
}
Einen Taschenrechner in Java programmieren
Das Ziel ist ein einfacher Taschenrechner der das Rechen mit Fließkommazahlen ermöglicht. Unterstützt werden Operationen wie addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren, modulo und potenzieren sowie die Zahl PI.
Es sollen auch die Prioritäten der Operation berücksichtigt werden.
z.B. 3+2*5 ergibt 13 und nicht 10.
Beispiele
2^3+1 = 9
9^0.5 =3
3+2/.5 = 7
-3+5^2=22
Ich möchte hier einen Weg aufzeigen, wie man diese Problemstellung lösen kann.
Wichtig dabei ist, ein Verständnis für die Trennung der Komponenten zu entwickeln. Ein Fehler den ich im Code von Anfängern immer wieder beobachte ist, dass eine Trennung der einzelnen Probleme nicht stattfindet.
Im Allgemeinen gibt es eine Dateneingabe → Datenverarbeitung → Datenausgabe.
Diese Bereiche werden fast immer vermischt. Die Folge ist schwer lesbarer und komplizierter Code.
Daher lautet hier das erstes Prinzip „Teile und Herrsche“.
Übersetzt heißt das: Wenn Du vor einem großem Problem stehst, das aus vielen kleineren Teilproblemen zusammengesetzt ist, löse zuerst der Reihe nach die kleinen einfacheren Probleme. Damit ist das große Problem anschließend viel leichter zu bewältigen.
Objektorientierung ist ein formales Mittel dafür.
Für das Problem Taschenrechner benutzen wir eine einfache Trennung in Klassen wie folgt: Anhang anzeigen 21005 1) Keyboard (Eingabe)
Für die Eingabe benötigen wir eine Tastatur. Dort sollen alle Ziffern [0-9] , das Komma [.] und die Operationen [/ * - + ^ % ] eingegeben werden können. Des Weiteren benötigen wir noch eine Lösch- [c] und eine Ergebnistaste [=]. 2) Display (Ausgabe)
Dient der Anzeige der Ein- und Ausgabe. 3) Calculator (Verarbeitung )
Übernimmt die Eingaben und verarbeitet diese nach drücken der Ergebnistaste.
Wichtig: Weder die Eingabe noch die Ausgabe muss über die Verarbeitung der Daten Bescheid wissen. Genauso wenig muss sich der Calculator um die Ein- bzw. Ausgabe kümmern.
Die Datei calculator.jar zum Testen was alles bereits funktioniert( ist unten angehängt )
Die App benutzt folgende Klassen, die hier bereits fertig zur Verfügung stehen. StartCalculator
Erzeugt das Fenster und startet die App.
Java:
package gui;
import javax.swing.JFrame;
public class StartCalculator {
public static void main(String[] args) {
JFrame frame = new JFrame();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.add(new CalculatorPanel(500, 500));
frame.setResizable(false);
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
}
CalculatorPanel
Beinhalted Display, KeyBoard und Calculator und verknüpft die Eingabe, Ausgabe und die Verarbeitung.
Java:
package gui;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JPanel;
import calculator.Calculator;
@SuppressWarnings("serial")
public class CalculatorPanel extends JPanel implements ActionListener {
private KeyBoard keyboard;
private Display display;
private Calculator calculator = new Calculator();
public CalculatorPanel(int width, int height) {
setPreferredSize(new Dimension(width, height));
int keyboardHeight = 8 * height / 10;
keyboard = new KeyBoard(width, keyboardHeight, this);
display = new Display(width, height - keyboardHeight);
add(display, BorderLayout.NORTH);
add(keyboard, BorderLayout.CENTER);
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String token = e.getActionCommand();
if (KeyBoard.isAssign(token))
calculator.calculate();
else
doInput(token);
display.setText(calculator.toString());
}
public void doInput(String token) {
if (KeyBoard.isPI(token))
calculator.addNumber(Math.PI);
else {
if (KeyBoard.isClear(token))
calculator.clear();
else
calculator.addChar(token.charAt(0));
}
}
}
package gui;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.BorderFactory;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.border.BevelBorder;
import calculator.Calculator;
@SuppressWarnings("serial")
public class KeyBoard extends JPanel {
private final static String[] name = { "7", "8", "9", getKeyName(Calculator.DIV), getKeyName(Calculator.MUL), "4",
"5", "6", getKeyName(Calculator.SUB), getKeyName(Calculator.ADD), "1", "2", "3", getKeyName(Calculator.POW),
getKeyName(Calculator.MOD), "pi", "0", ".", "c", "=" };
private final static int NUM_LINE = 5;
private final static int ASSIGN = 19;
private final static int CLEAR = 18;
private final static int PI = 15;
public KeyBoard(int widht, int height, ActionListener listener) {
setPreferredSize(new Dimension(widht, height));
setLayout(null);
int offX = (int) (widht * .05);
int offY = (int) (height * .05);
int btnW = (widht - (NUM_LINE + 1) * offX) / NUM_LINE;
int btnH = (height - (NUM_LINE + 1) * offY) / (name.length / (NUM_LINE));
int x = offX;
int y = offY;
Font fontBig = new Font("Courier", Font.BOLD, btnH / 3);
Font fontSmall = new Font("Courier", Font.BOLD, btnH / 5);
for (int i = 0; i < name.length; i++) {
JButton btn = new JButton(name[i]);
btn.setFont(name[i].length() > 1 ? fontSmall : fontBig);
btn.setBackground(Color.GREEN.darker());
btn.setForeground(Character.isDigit(name[i].charAt(0)) ? Color.BLACK : Color.WHITE);
btn.setFocusable(false);
btn.addActionListener(listener);
add(btn);
if (i != 0) {
if (i % NUM_LINE == 0) {
x = offX;
y += btnH + offY;
} else
x += btnW + offX;
}
btn.setBounds(x, y, btnW, btnH);
}
setBackground(Color.DARK_GRAY);
setBorder(BorderFactory.createBevelBorder(BevelBorder.RAISED));
}
private static String getKeyName(int id) {
return Calculator.getOperator(id) + "";
}
public static boolean isAssign(String cmd) {
return cmd.equals(name[ASSIGN]);
}
public static boolean isClear(String cmd) {
return cmd.equals(name[CLEAR]);
}
public static boolean isPI(String cmd) {
return cmd.equals(name[PI]);
}
}
Die Klassen Display und KeyBoard dienen hier als anschauliches Beispiel. Womit 2 Teilprobleme der Aufgabenstellung bereits gelöst sind.
Die Klasse Calculator ist das Zentrum des Geschehens.
Sie besitzt bereits einen Lookuptabel und nützlichen Funktionen, die als zentrale Anlaufstellen von den anderen Klassen benutzt werden.
Sie ist nicht fertig. Es fehlt, die eigentliche Datenverarbeitung. Sie wird in der Klasse CalculatorPanel benutzt.
Tipp: Auch hier lässt sich das Problem wieder in Teilproblem zerlegen. Ich habe für die Lösung eine Klasse Token eingeführt die einen Datenstring besitzt der durch die einzelnen character gebildet werden. Ein Token ist entweder ein Operator oder eine Zahl. Der Operator '-' kann außerdem als Vorzeichen fungieren. z.B. -6 + 5 wird zu den Token.
-6 = Zahl
+ = operator
5 = Zahl
...
Das ist aber nur einer von vielen Ansätzen für die Lösung des Problems
Hier die Klasse Calculator zum vervollständigen. Falls Du Dich daran versuchen möchtest.
Java:
package calculator;
public class Calculator {
private final static char[] operators = { '^', '*', '/', '%', '+', '-' };
private final static int[] priority = { 3, 2, 2, 1, 0, 0 };
public final static char COMMA = '.';
public final static int POW = 0;
public final static int MUL = 1;
public final static int DIV = 2;
public final static int MOD = 3;
public final static int ADD = 4;
public final static int SUB = 5;
private char testInput = ' ';
// Fügt ein Zeichen von der Tastertur zum Rechner hinzu
// falls dieses dem Format entspricht
// Gibt bei Erfolg true zurück
public boolean addChar(char c) {
testInput = c;
// TODO
return true;
}
// Fügt eine ganze Number zum Rechner hinzu
// Gibt bei Erfolg true zurück
public boolean addNumber(double num) {
// TODO
return false;
}
// Berechnet das Ergebnis der Eingaben und ersetzt diese
// durch das Ergebnis
public double calculate() {
// TODO
return 0;
}
// Löscht alle Eingaben
public void clear() {
// TODO
}
public static char getOperator(int id) {
return operators[id];
}
public static int getOperatorId(char c) throws IllegalArgumentException {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return i;
}
throw new IllegalArgumentException(c + " is no valid operator!");
}
public static int getPriority(char c) throws IllegalArgumentException {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return priority[i];
}
throw new IllegalArgumentException(c + " is no valid operator!");
}
public static boolean isMinus(char c) {
return c == operators[SUB];
}
public static boolean isOperator(char c) {
for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
if (c == operators[i])
return true;
}
return false;
}
// Gibt einen String aller Eingaben zurück
@Override
public String toString() {
// TODO
return "Not finished " + testInput;
}
}