Android实现简易计算器功能

本项目为大家分享了Android实现计算器功能的具体代码，供大家参考，具体内容如下

项目介绍

练手项目。能实现加减乘除及括号运算。

开发思路

界面布局

 1.界面布局分三大块：公式文本区、结果文本区、按钮区。
 2.通过点击按钮录入数学公式，实时展示在公式文本区。
 3.点击等号，计算结果展示在结果文本区。
 4.另外还有清空数据和删除一个字符功能。

计算逻辑

 1.将中缀表达式转换为后缀表达式
 2.计算后缀表达式得出结果

其他说明

栈数据结构简单说明：

 1.栈数据结构像弹夹一样，先压进去的子弹后打出来，后压进去的子弹先打出来
 2.入栈：将元素放进栈里，并改变栈顶指针
 3.出栈：将元素从栈里拿出来，并改变栈顶指针
 4.查看栈顶，取得栈顶元素，但不改变栈顶指针

中缀表达式转后缀表达式简单说明

 1.如果是数字，直接放进后缀表达式里。

 2.如果是左括号，入栈。

 3.如果是右括号，依次出栈（放到后缀表达式里），直到遇到左括号。

 4.运算符号：

  1）.空栈或栈顶是左括号，入栈
  2）.栈顶符号优先级比当前符号小，入栈
  3）.栈顶符号优先级大于等于当前符号，依次出栈（放到后缀表达式里），直到遇到不满足条件的元素或栈被掏空。

 5.最后如果栈还有符号，依次出栈（放到后缀表达式里）

后缀表达式计算简单说明

 1.如果是数字，入栈
 2.如果是运算符，将栈顶的两个数字弹出并计算（先出栈的数字放在运算符后面进行计算），再将计算结果入栈。

代码

界面代码

后台逻辑

package com.example.calc;

import android.os.Bundle;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import com.example.calc.utils.Stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    static final String ADD_TEXT = "＋";
    static final String SUBSTRACTION_TEXT = "－";
    static final String MULTIPLICATION_TEXT = "×";
    static final String DIVISION_TEXT = "÷";
    static final String LEFT_BRACKET_TEXT = "(";
    static final String RIGHT_BRACKET_TEXT = ")";
    //符号集合
    static final List SYMBOLS = Arrays.asList(ADD_TEXT, SUBSTRACTION_TEXT, MULTIPLICATION_TEXT, DIVISION_TEXT, LEFT_BRACKET_TEXT, RIGHT_BRACKET_TEXT);
    //符号优先级
    static final Map SYMBOL_PRIORITY_LEVEL = new HashMap(4) {{
        put(ADD_TEXT, 1);
        put(SUBSTRACTION_TEXT, 1);
        put(MULTIPLICATION_TEXT, 2);
        put(DIVISION_TEXT, 2);
    }};

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initView();
    }

    private void initView() {
        TextView expTextView = findViewById(R.id.the_expression);
        TextView resultTextView = findViewById(R.id.the_result);
        //数字与运算符按钮
        int[] ids = {R.id.zero, R.id.one, R.id.two, R.id.three, R.id.four, R.id.five, R.id.six, R.id.seven, R.id.eight, R.id.nine, R.id.point, R.id.add, R.id.substraction, R.id.mulitipliction, R.id.division, R.id.left_bracket, R.id.right_bracket};
        for (int id : ids) {
            findViewById(id).setOnClickListener((v) -> {
                String newText = expTextView.getText().toString() + ((Button) v).getText().toString();
                expTextView.setText(newText);
            });
        }
        //删除一个字符
        findViewById(R.id.delete).setOnClickListener((v) -> {
            CharSequence text = expTextView.getText();
            if (text != null && text.length() > 0) {
                if (text.length() == 1) {
                    expTextView.setText(null);
                } else {
                    expTextView.setText(text.subSequence(0, text.length() - 1));
                }
            }
        });
        //清理
        findViewById(R.id.clear).setOnClickListener((v) -> {
            expTextView.setText(null);
            resultTextView.setText(null);
        });
        //等于
        findViewById(R.id.equal).setOnClickListener((v) -> {
            List infix = getInfix(expTextView.getText().toString());
            List suffix = infixToSuffix(infix);
            Double result1 = getResult(suffix);
            String result = String.valueOf(result1);
            if (result.contains(".") && result.split("\\.")[1].replace("0", "").length() == 0) {
                result = result.split("\\.")[0];
            }
            resultTextView.setText(result);
        });
    }

    //字符串转中缀表达式
    private List getInfix(String exp) {
        List texts = new ArrayList<>();
        char[] chars = exp.toCharArray();
        StringBuilder sText = new StringBuilder();
        for (char c : chars) {
            String text = String.valueOf(c);
            if (SYMBOLS.contains(text)) {
                if (sText.length() > 0) {
                    texts.add(sText.toString());
                    sText.delete(0, sText.length());
                }
                texts.add(text);
            } else {
                sText.append(text);
            }
        }
        if (sText.length() > 0) {
            texts.add(sText.toString());
            sText.delete(0, sText.length());
        }
        return texts;
    }

    //中缀表达式转后缀表达式
    private List infixToSuffix(List infix) {
        List sufText = new ArrayList<>();
        Stack stack = new Stack<>(infix.size());
        for (String text : infix) {
            if (!SYMBOLS.contains(text)) {
                //数值，直接放到后缀表达式
                sufText.add(text);
            } else if (LEFT_BRACKET_TEXT.equals(text)) {
                //左括号，直接入栈
                stack.push(text);
            } else if (RIGHT_BRACKET_TEXT.equals(text)) {
                //右括号，依次取出栈顶元素放到后缀表达式，直到遇到左括号
                while (!stack.isEmpty()) {
                    String pop = stack.pop();
                    if (!LEFT_BRACKET_TEXT.equals(pop)) {
                        sufText.add(pop);
                    } else {
                        break;
                    }
                }
            } else {
                //其他符号（+-*/）
                buildSuffix(text, sufText, stack);
            }
        }
        //取出剩余栈内数据放到后缀表达式
        while (!stack.isEmpty()) {
            sufText.add(stack.pop());
        }
        return sufText;
    }

    //后缀表达式求结果
    private Double getResult(List suffix) {
        Stack stack = new Stack<>(suffix.size());
        for (String text : suffix) {
            switch (text) {
                case SUBSTRACTION_TEXT: {
                    Double pop1 = stack.pop();
                    Double pop2 = stack.pop();
                    stack.push(pop2 - pop1);
                    break;
                }
                case ADD_TEXT: {
                    Double pop1 = stack.pop();
                    Double pop2 = stack.pop();
                    stack.push(pop1 + pop2);
                    break;
                }
                case DIVISION_TEXT: {
                    Double pop1 = stack.pop();
                    Double pop2 = stack.pop();
                    stack.push(pop2 / pop1);
                    break;
                }
                case MULTIPLICATION_TEXT: {
                    Double pop1 = stack.pop();
                    Double pop2 = stack.pop();
                    stack.push(pop1 * pop2);
                    break;
                }
                default:
                    stack.push(Double.valueOf(text));
                    break;
            }
        }
        return stack.pop();
    }

    private void buildSuffix(String symbol, List suffix, Stack stack) {
        if (stack.isEmpty()) {
            //是空栈符号直接入栈
            stack.push(symbol);
        } else {
            //栈顶查看
            String peek = stack.peek();
            //栈顶是左括号符号或当前符号优先级大于栈顶符号直接入栈
            if (LEFT_BRACKET_TEXT.equals(peek) || isGreaterThanLevel(symbol, peek)) {
                stack.push(symbol);
            } else {
                //栈顶不是左括号，依次取出比当前符号优先级小或优先级相同的符号放到后缀表达式
                while (!stack.isEmpty()) {
                    if (isLessThanOrEquals(symbol, stack.peek())) {
                        suffix.add(stack.pop());
                    } else {
                        //遇到不符合条件的栈顶数据，直接退出
                        break;
                    }
                }
                //取完数据后，将当前符号入栈
                stack.push(symbol);
            }
        }
    }

    private boolean isGreaterThanLevel(String symbol, String peek) {
        Integer symbolLevel = SYMBOL_PRIORITY_LEVEL.get(symbol);
        Integer peekLevel = SYMBOL_PRIORITY_LEVEL.get(peek);
        return symbolLevel != null && peekLevel != null && symbolLevel > peekLevel;
    }

    private boolean isLessThanOrEquals(String symbol, String peek) {
        Integer symbolLevel = SYMBOL_PRIORITY_LEVEL.get(symbol);
        Integer peekLevel = SYMBOL_PRIORITY_LEVEL.get(peek);
        return symbolLevel != null && peekLevel != null && symbolLevel <= peekLevel;
    }
}

栈数据结构

package com.example.calc.utils;

public class Stack {

    private int size;
    private Object[] elements;
    private int top = -1;

    public Stack(int size) {
        this.size = size;
        elements = new Object[size];
    }

    //压栈
    public void push(T element) {
        if (top != size - 1) {
            elements[top + 1] = element;
            top++;
        } else {
            throw new RuntimeException("stack is full!");
        }
    }

    //弹栈
    public T pop() {
        if (top > -1) {
            top--;
            return (T) elements[top + 1];
        } else {
            throw new RuntimeException("stack is null!");
        }
    }

    //查看栈顶
    public T peek() {
        if (top > -1) {
            return (T) elements[top];
        } else {
            return null;
        }
    }

    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }
}

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