实验一简单计算器的实现（QT实现）

实现效果

简单计算器的实现

实验内容：

学习GUI图形界面的设计，Python Tinker或 Java Swing/Awt 或C++ QT框架，创建交互友好的应用程序；
能通过界面按钮控件输入并实现算术表达式，输入的表达式即时在控件中显示，按下“=”按钮能实现运算，并将运算结果输出在控件中显示；要求能保存和浏览历史表达式的运算记录。
算术表达式求解，是指算术表达式中包括加、减、乘、除、括号等运算符，能求解包含括号的四则混合运算；并且能够检验表达式的合法性。
选做：①实现三角函数的运算、对数运算、指数运算、进制转换等；②设计函数，分别求两个一元多项式的乘积与和。

实验要求：

1)能通过设计的按钮控件输入并实现算术表达式，表达式在文本框中显示，运算结果输出显示；保存和浏览历史运算记录；

2)能够检验算术表达式的合法性；

3)能够实现混合运算的求解，算术表达式中包括加、减、乘、除、括号等运算符；

4)要求交互界面友好，程序健壮。

步骤一：设置界面

bool  QCalculatorUI::construct()
{const char* butnText[21]={"<-","CE","lishi","7","8","9","+","(","4","5","6","-",")","1","2","3","*","=","0",    ".","/",};const int butnPos[21][4]=       //存放 x y w h;    xy是位置，wh是大小{{10,50,90,40}, {110,50,90,40},  {210,50,40,40},                                                  //<- CE{10,100,40,40},{60,100,40,40},{110,100,40,40},{160,100,40,40},{210,100,40,40},    //7 8 9 + （{10,150,40,40},{60,150,40,40},{110,150,40,40},{160,150,40,40},{210,150,40,40},    //4 5 6 - ）{10,200,40,40},{60,200,40,40},{110,200,40,40},{160,200,40,40},{210,200,40,90},    //1 2 3 * ={10,250,90,40},               {110,250,40,40},{160,250,40,40},                    //0   . /};mline  =new QLineEdit(this);//创建一个QLineEdit//if(mline==NULL)//  return false;mline->resize(240,30);mline->move(10,10);//mline->setAlignment(Qt::AlignRight);mline->setReadOnly(1);//设置字体QFont font;font.setFamily("microsoft yahei");font.setWeight(51);font.setPixelSize(14);mline->setFont(font);        //设置字体this->setWindowTitle("计算器");for(int i=0;i<21;i++){mbuton[i]= new  QPushButton(butnText[i],this);if(mbuton[i]==NULL)return false;mbuton[i]->resize(butnPos[i][2],butnPos[i][3]);mbuton[i]->move(butnPos[i][0],butnPos[i][1]);QObject::connect(mbuton[i],SIGNAL(clicked()),this,SLOT(handler_clicked()));}return true;
}

步骤二：按键处理函数

void QCalculatorUI::handler_clicked()      //处理按键消息
{static int ClearLine=0;static int bracket_cnt=0;           //圆括号计数QPushButton *btn =dynamic_cast<QPushButton* >(sender()); //获取对象,那个被点击的按键QString line = mline->text();QString text = btn->text();     //获取消息if(ClearLine){mline->setText("");line.clear();ClearLine=0;}if(text>="0"&&text<="9")    //数字{QString tmp= line.right(1);if(tmp.length() && tmp[0]==')')   //数字前面不能为右括号;zk:括号里条件的意思是数字前面是右括号return;line+=text;}else if(text=="." )    //小数点{QString tmp= line.right(1);if(tmp.length()) //小数点前面只能是数字{if(MatchingBoth(tmp,"0123456789")== -1)  //没找到数字return;}else             //小数点前面为空{return ;}//zk：当前面有数字才能到这来int pos= LastMatchingBoth(line,"+-*/.()");   //反向查找;    zk:这里为什么呢，举个例子1.1+1.if(pos!= -1 &&line[pos]=='.' )        //一串数字只能有一个小数点{return ;}line+=text;}else if(text=="+"||text=="-")       //加减号{QString tmp= line.right(1);if(tmp.length()&& tmp[0]=='.')     //前面不能为:小数点return ;tmp= line.right(2);if(tmp.length()==2)          //前面不能连续有两次加减乘除{if(tmp[0]=='+'||tmp[0]=='-'||tmp[0]=='*'||tmp[0]=='/'||tmp[0]=='(')if(tmp[1]=='+'||tmp[1]=='-'||tmp[1]=='*'||tmp[1]=='/')return ;}line+=text;}else if(text=="*"||text=="/")       //乘除号{QString tmp= line.right(1);if(tmp.length())       //前面不能为:左括号,小数点,加减乘除,{if(MatchingBoth(tmp,"(.+-*/")!= -1) //查找左括号,小数点,加减乘除{return;}}else                   //乘除号前面不能为空return;line+=text;}else if(text=="(")       //左括号{QString tmp= line.right(1);if(tmp.length())             //前面不能为:右括号,数字,小数点{if(MatchingBoth(tmp,")0123456789.")!= -1) //查找右括号,数字,小数点{return;}}line+=text;bracket_cnt++;}else if(text==")")       //右括号{if(bracket_cnt==0)  //前面没有左括号return;QString tmp= line.right(1);if(tmp.length())             //前面不能为:加减乘除,小数点,左括号{if(MatchingBoth(tmp,"+-*/.(")!= -1) //查找加减乘除,小数点,左括号{return;}}else                    //右括号前面不能为空return;line+=text;bracket_cnt--;}else if(text=="<-")       //<-{if(line.length())line.chop(1);}else if(text=="CE")       //清空{line.clear();bracket_cnt=0;}else if(text=="="&& line.length()){QString ret=mDec.Result(line);if(ret==NULL)   //除数为0{line += " : ";line +="除数不能为0";}else if(ret=="Error"){line += ":";            line +="格式出错";}else{line += " = ";             line += ret;}ClearLine =1;a.push(line);}mline->setText(line);if(text=="lishi"){a.pop();mline->setText(a.top());a.pop();}
}

步骤3：中缀表达式->后缀表达式，后缀表达式的计算。

QQueue<QString> Split(const QString& exp);          //分离前缀
QQueue<QString> Transfer(QQueue<QString>& exp);     //将中缀队列转换为后缀队列
QString Calculate(QQueue<QString>& exp);            //将后缀队列计算出结果

QQueue<QString> QCalculatorDec::Split(const QString& exp)          //分离前缀
{QQueue<QString> ret;QString num="";for(int i=0;i<exp.length();i++){if( (exp[i]=='.') || ( (exp[i]>='0') && (exp[i]<='9') ))    //判断小数点和数字{num += exp[i];}else if(exp[i]== '(' || exp[i]== ')' || exp[i]== '*' || exp[i]== '/'  ){if(!num.isEmpty())              //1*1{ret.enqueue(num);        //将数字入队列num.clear();}ret.enqueue(exp[i]);}else if(exp[i]== '+' || exp[i]== '-')           // + - 需要特殊处理{if(i==0)       //表达式开头,说明是正负号{num+= exp[i];}//i>0else if(exp[i-1]=='(' || exp[i-1]=='+' || exp[i-1]=='-' || exp[i-1]=='*' || exp[i-1]=='/'){num+= exp[i];}else        //否则是加减运算符{if(!num.isEmpty()){ret.enqueue(num);        //将数字入队列num.clear();}ret.enqueue(exp[i]);}}}if(!num.isEmpty())         //遍历完成,判断是否还有数字{ret.enqueue(num);num.clear();}return ret;
}

QQueue<QString> QCalculatorDec::Transfer(QQueue<QString>& exp)     //将中缀队列转换为后缀队列
{QStack<QString> stack;QQueue<QString> ret;bool num_ok;QString symbol;while(!exp.isEmpty()){symbol = exp.dequeue();   //出队列symbol.toDouble(&num_ok);if(num_ok==true)          //数字{stack.push(symbol);}else if(symbol=="+"||symbol=="-"){while(!stack.isEmpty() &&(stack.top()!="(")){ret.enqueue(stack.pop());     //取出栈顶运算符并入队列}stack.push(symbol);}else if(symbol=="*"||symbol=="/"){while(!stack.isEmpty() && (stack.top()!="(") && (stack.top()!="+") && (stack.top()!="-")){ret.enqueue(stack.pop());     //取出栈顶运算符并入队列}stack.push(symbol);}else if(symbol == "("){stack.push(symbol);}else if(symbol ==")"){while(!stack.isEmpty() && (stack.top()!="(")){ret.enqueue(stack.pop());     //取出栈顶运算符并入队列}if(stack.top()=="(")stack.pop();}}while(!stack.isEmpty()&& (stack.top()!="("))         //遍历完成,判断栈里是否为空{ret.enqueue(stack.pop());     //取出栈顶运算符并入队列}return ret;
}

QString QCalculatorDec::Calculate(QString& l,QString& op,QString& r )
{double left,right,res;QString ret="";left = l.toDouble();right = r.toDouble();if(op == "+")res = left + right;else if(op == "-")   res = left - right;    else if(op == "*")res = left * right;    else if(op == "/"){if( (right>(-0.000000000000001)) && (right<(0.000000000000001)) )   //判断除数为0return NULL;elseres = left/right;}ret.sprintf("%f",res);return ret;
}

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