第二次作业

要设计并实现一个包含登录界面的计算器软件，按照以下步骤进行：

一、需求分析

确定软件的功能需求，包括登录界面和计算器功能，以及历史记录的保存。

 确定软件的适用用户群体和目标平台（例如Windows、Android、Web等）。

二、设计登录界面

 使用GUI库创建一个包含用户名和密码输入框以及登录按钮的界面。可以考虑添加注册按钮，以便用户注册新账户。

（1）计算器界面设计

使用GUI库创建一个包含数字按钮（0-9）和操作符按钮（+, -, *, /）的界面。

添加等于按钮来执行计算。

添加清除按钮来清除当前输入的内容。

（2）数据库设计

 选择一个适合的数据库管理系统（如MySQL）来存储用户的历史计算记录。

 创建一个数据表，包含用户ID、计算内容、计算时间等字段。

三、编码

（1）登录和计算器界面的编码：

使用选择的GUI库实现登录界面和计算器界面的设计和交互。

（2）数据库操作编码

使用JDBC连接所选数据库，实现数据的增删改查操作

【实验目的】

1.掌握软件开发的基本流程

2.掌握常用的软件开发方式和工具。

【实验内容】

1. 设计一个包含登录界面的计算器软件，该软件可以实现第一次作业中的全部功能，同时可以保存用户的历史计算记录（保存数据最好使用数据库）。

【实验要求】

1. 完成软件的UI设计。
2. 使用Visio设计软件中所涉及的所有流程图。

【实验环境及开发工具】

1.使用visors绘制流程图。

2.使用eclipse编写软件。

【流程图设计】

（1）软件总体流程图

 

 （2）登录界面流程图

 

（3）计算器运行流程图

 

 

（1）正常登录界面

 

 （2）用户名或密码错误

 

 

（3）用户名和密码正确则出现以下界面

【界面是实现代码】

import javax.swing.*;

import calculation4.calculation4;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
public class Login extends JFrame implements ActionListener {
private JTextField usernameField;
private JPasswordField passwordField;
private JButton loginButton;
public Login() {
setTitle("登录");
setSize(300, 200);
setLocationRelativeTo(null);
setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
initComponents();
}
private void initComponents() {
JLabel usernameLabel = new JLabel("用户名:");
usernameField = new JTextField(20);
JLabel passwordLabel = new JLabel("密码:");
passwordField = new JPasswordField(20);
loginButton = new JButton("登录");
loginButton.addActionListener(this);
JPanel panel = new JPanel(new GridLayout(3, 2));
panel.add(usernameLabel);
panel.add(usernameField);
panel.add(passwordLabel);
panel.add(passwordField);
panel.add(loginButton);
add(panel);
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (e.getSource() == loginButton) {
String username = usernameField.getText();
String password = new String(passwordField.getPassword());
if ("MTC".equals(username) && "123456".equals(password)) {
new calculation4(); // 如果用户名和密码正确，打开计算器界面
} else {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "用户名或密码错误");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
EventQueue.invokeLater(() -> {
Login login = new Login();
login.setVisible(true);
});
}
}

【计算器实现代码】

 

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;

public class calculation4 extends JFrame {
private static final long serialVersionUID = 1L;
//实现序列化,serialVersionUID 用来表明实现序列化类的不同版本间的兼容性

Container c = getContentPane(); //用于固定宽度并支持响应式布局的容器
StringBuilder number1 = new StringBuilder(""); // 储存第1个数字字符串
StringBuilder number2 = new StringBuilder(""); // 储存第2个数字字符串
StringBuilder operator = new StringBuilder(""); // 储存运算符
StringBuilder result = new StringBuilder(""); // 储存运算结果
JTextField numbershow = new JTextField("0"); // 数字显示区域，初始显示为"0"

public static void main(String[] args) { // 主方法
//除键(C):在计算中按下此键将清除除存储器内容外的所有数值和计算符号，即可以重新开始输入计算.
//清除键(CE):在计算中按下此键将清除除存储器内容外的上一步内容，即可以重新输入按CE前输入的数字（含多位数）或计算符号.
calculation4 c1 = new calculation4();
c1.setVisible(true);}

public calculation4() { // 计算器构造方法
setTitle("计算器");
setBounds(100, 100, 260, 245);
setResizable(false);
setLayout(null);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
createNumberShow(); // 创建数字显示区域
createClearButtons();// 创建Backspace,CE,C等三个按钮
createButtonArea(); // 创建数字按钮区域
}

private void createNumberShow() { // 创建数字显示区域的方法

numbershow.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
numbershow.setBounds(5, 0, 245, 22);
numbershow.setEnabled(false);
numbershow.setDisabledTextColor(Color.BLACK);
c.add(numbershow);}

private void createClearButtons() { // 创建Backspace,CE,C等三个按钮的方法

JButton[] clearbutton = new JButton[3];
String[] clearbuttontext = { "Backspace", "CE", "C" };
for (int i = 0; i < 3; i++) {
clearbutton[i] = new JButton();
clearbutton[i].setText(clearbuttontext[i]);
clearbutton[i].setHorizontalAlignment(SwingConstants.CENTER);
clearbutton[i].setMargin(new Insets(0, 0, 0, 0));
clearbutton[i].setFont(new java.awt.Font("Arial", 0, 9));
clearbutton[i].setForeground(Color.blue);
clearbutton[i].setBounds(48 + i * 68, 30, 63, 22);
clearbutton[i].setForeground(Color.red);
c.add(clearbutton[i]);}

clearbutton[0].addActionListener(new ActionListener() {// 为Backspace按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (number1.toString().equals("")) { // 如果未做任何输入
showNumber(numbershow, number1); // 显示number1
} else if (operator.toString().equals("")) { // 如果只输入了number1

number1.deleteCharAt(number1.toString().length() - 1);// 将number1的最后一个字符去掉
showNumber(numbershow, number1); // 显示number1

} else if (number2.toString().equals("")) { // 如果只输入了number1和operator
showNumber(numbershow, number1); // 不作任何处理，显示number1

} else { // 如果输入了number1、operator、number2

number2.deleteCharAt(number2.toString().length() - 1);// 将number2的最后一个字符去掉
showNumber(numbershow, number2); // 显示number2
} }});

clearbutton[1].addActionListener(new ActionListener() {// 为CE按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (number1.toString().equals("")) { // 如果未做任何输入
showNumber(numbershow, number1); // 显示number1
} else if (operator.toString().equals("")) { // 如果只输入了number1

number1.setLength(0); // 清除number1
showNumber(numbershow, number1); // 显示number1

} else if (number2.toString().equals("")) { // 如果输入了number1和operator

showNumber(numbershow, number2); // 不作任何处理，显示number2

} else { // 如果输入了number1、operator、number2
number2.setLength(0); // 清除number2
showNumber(numbershow, number2); // 显示number2
} } });

clearbutton[2].addActionListener(new ActionListener() {// 为C按钮添加监听器
public void actionPerformed(ActionEvent e) { // 将所有储存清零
number1.setLength(0);
number2.setLength(0);
operator.setLength(0);
numbershow.setText("0.");
result.setLength(0);
} });}

private void createButtonArea() { // 创建数字按钮区域的方法
JPanel ButtonArea = new JPanel();
ButtonArea.setBounds(5, 55, 245, 125);
ButtonArea.setLayout(new GridLayout(4, 5, 5, 5));
c.add(ButtonArea);
JButton[] numberbutton = new JButton[20];
String[] numberbuttontext = { "7", "8", "9", "/", "sqrt",
"4", "5", "6","*", "%",
"1", "2", "3", "-", "1/X",
"0", "+/-", ".", "+", "=" };

for (int i = 0; i <= 19; i++) { // 使用循环为这20个按钮添加标识
numberbutton[i] = new JButton(numberbuttontext[i]);
ButtonArea.add(numberbutton[i]);
if (i % 5 == 3 || i == 19) {// 操作符按钮设置为红色
numberbutton[i].setHorizontalAlignment(SwingConstants.CENTER);//文本居中
numberbutton[i].setMargin(new Insets(0, 0, 0, 0));//构件在显示区的上，左，下，右的空白区0
numberbutton[i].setFont(new java.awt.Font("Arial", 0, 9));
//name表示的是字体的样式，常用的字体有Times New Roman、Symbol、宋体、楷体等。
//style表示的是字体的风格，默认是正常Font.PLAIN，有加粗Font.BLOD,有斜体Font.INTALIC
//可以加粗+斜体Font.BLOD + Font.INTALIC
numberbutton[i].setForeground(Color.red);
} else { // 其它设置为蓝色

numberbutton[i].setHorizontalAlignment(SwingConstants.CENTER);
numberbutton[i].setMargin(new Insets(0, 0, 0, 0));
numberbutton[i].setFont(new java.awt.Font("Arial", 0, 9));
numberbutton[i].setForeground(Color.blue);
}}

int[] numbers = { 15, 10, 11, 12, 5, 6, 7, 0, 1, 2 };// 该数组分别代表0-9等数字在numberbuttontext数组中序号
for (int i = 0; i <= 9; i++) { // 使用循环为这0-9这十个数字按钮添加监听器
final String str = String.valueOf(i); //封装,将括号里面这个 i 的值转换成一个‘String’类型的值

numberbutton[numbers[i]].addActionListener(new ActionListener() {// 为0-9按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (operator.toString().equals("")) { // 没有输入operator之前
add(number1, str); // 只设置number1的值
showNumber(numbershow, number1); // 只显示number1的值
}
else { // 输入operator之后
add(number2, str); // 只设置number2的值
showNumber(numbershow, number2); // 只显示number2的值
} }}); }

numberbutton[16].addActionListener(new ActionListener() { // 为"+/-"按钮添加监听器
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (operator.toString().equals("")) { // 没有输入operator之前
add(number1, "+/-"); // 只设置number1的值
showNumber(numbershow, number1); // 只显示number1的值
}
else { // 输入operator之后
add(number2, "+/-"); // 只设置number2的值
showNumber(numbershow, number2); // 只显示number2的值
} }});

numberbutton[17].addActionListener(new ActionListener() { // 为"."按钮添加监听器
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (operator.toString().equals("")) { // 在输入operator之前，只显示number1的值
add(number1, ".");
showNumber(numbershow, number1);
}
else { // 在输入operator之后，只显示number2的值
add(number2, ".");
showNumber(numbershow, number2); } } });

numberbutton[18].addActionListener(new ActionListener() { // 为"+"按钮添加监听器
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
operator.setLength(0);
operator.append("+"); }});

numberbutton[13].addActionListener(new ActionListener() { // 为"-"按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
operator.setLength(0);
operator.append("-");} });

numberbutton[8].addActionListener(new ActionListener() { // 为"*"按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
operator.setLength(0);
operator.append("*");}});

numberbutton[3].addActionListener(new ActionListener() { // 为"/"按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
operator.setLength(0);
operator.append("/");}});

numberbutton[19].addActionListener(new ActionListener() { // 为"="按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (number1.toString().equals("")) {// 当number1为空时
showNumber(numbershow, number1);
} else if
(operator.toString().equals("")) { // 当number1不为空，而operator为空时
showNumber(numbershow, number1);
} else if
(number2.toString().equals("")) {

// 当number1、operator均不为空，而number2为空时
switch (operator.toString()) {
case ("+"): {
number2.append(number1.toString());//1=2
double d = Double.parseDouble(number1.toString())+ Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;

case ("-"): {
number2.append(number1.toString());
double d = Double.parseDouble(number1.toString())- Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;

case ("*"): {
number2.append(number1.toString());
double d = Double.parseDouble(number1.toString())* Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;

case ("/"): {
number2.append(number1.toString());
double d = Double.parseDouble(number1.toString())/ Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;}} else {

// 当number1、operator、number2均不为空时
switch (operator.toString()) {
case ("+"): {
double d = Double.parseDouble(number1.toString())+ Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;

case ("-"): {
double d = Double.parseDouble(number1.toString())- Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;

case ("*"): {
double d = Double.parseDouble(number1.toString())* Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;

case ("/"): {
double d = Double.parseDouble(number1.toString())/ Double.parseDouble(number2.toString());
result.setLength(0);
result.append(d);
showNumber(numbershow, result);
number1.setLength(0);
number1.append(d);}
break;}}}});

numberbutton[14].addActionListener(new ActionListener() { // 为"1/x"按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (number1.toString().equals("")) { // 没有输入number1时
numbershow.setText("输入非法0");
} else if (operator.toString().equals("")) { // 输入了number1，但没有输入operator

if (Double.parseDouble(number1.toString()) == 0) { // 如果number1的值为零
numbershow.setText("除数不能为零");
} else { // 如果number1的值不为零

double d = 1 / (Double.parseDouble(number1.toString()));
number1.setLength(0);
number1.append(d); // 将number1的值开放并存储
showNumber(numbershow, number1);}
} else if (number2.toString().equals("")) { // 输入了number1、operator，但没有输入number2

double d = 1 / (Double.parseDouble(number1.toString()));
number2.append(d);// 将number1的值开放并存储
showNumber(numbershow, number2);
} else { // 输入了number1、operator，number2

double d = 1 / (Double.parseDouble(number2.toString()));
number2.setLength(0);
number2.append(d);// 将number2的值开放并存储
showNumber(numbershow, number2);}}});

numberbutton[9].addActionListener(new ActionListener() { // 为"%"按钮添加监听器
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if (number1.toString().equals("")) { // 没有输入number1时
numbershow.setText("输入非法0");
} else if (operator.toString().equals("")) { // 输入了number1，但没有输入operator
if (Double.parseDouble(number1.toString()) == 0) { // 如果number1的值为零
numbershow.setText("0");
} else { // 如果number1的值不为零
double d = (Double.parseDouble(number1.toString())/100);
number1.setLength(0);
number1.append(d); // 将number1的值开放并存储
showNumber(numbershow, number1);}
} else if (number2.toString().equals("")) { // 输入了number1、operator，但没有输入number2

double d = (Double.parseDouble(number1.toString())/100);
number2.append(d);// 将number1的值开放并存储
showNumber(numbershow, number2);
} else { // 输入了number1、operator，number2

double d = (Double.parseDouble(number2.toString())/100);
number2.setLength(0);
number2.append(d);// 将number2的值开放并存储
showNumber(numbershow, number2);}}});

numberbutton[4].addActionListener(new ActionListener() { // 为"sqrt"按钮添加监听器

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

if (number1.toString().equals("")) {// 没有输入number1时
showNumber(numbershow, number1);
} else if (operator.toString().equals("")) {// 输入了number1，但没有输入operator

if (Double.parseDouble(number1.toString()) < 0) {// number1小于0
numbershow.setText("函数输入无效");
} else {// number1大于0

double d = Math.sqrt(Double.parseDouble(number1.toString()));
number1.setLength(0);
number1.append(d);// 将number1的值开放并存储
showNumber(numbershow, number1);}
} else if (number2.toString().equals("")) {// 输入了number1、operator，但没有输入number2

double d = Math.sqrt(Double.parseDouble(number1.toString()));
number2.append(d);// 将number1的值开放并存储
showNumber(numbershow, number2);
} else {// 输入了number1、operator、number2

double d = Math.sqrt(Double.parseDouble(number2.toString()));
number2.setLength(0);
number2.append(d);// 将number2的值开放并存储
showNumber(numbershow, number2);}}});}

public void add(StringBuilder s1, String s2) { // 定义按钮输入后数字字符串变化的方法
if (s2.equals("+/-")) {// 定义输入"+/-"后数字字符串的变化
if (s1.toString().equals("") || s1.toString().equals("0")) {// 如果数字字符串为空或者0，那么不发生变化
s1.append("");
} else {// 如果数字字符串不为空也不为0，那么在数字字符串前增加或删除"-"字符

if (s1.toString().startsWith("-")) {
s1.deleteCharAt(0);
} else {
s1.insert(0, "-");}}}

if (s2.equals(".")) {// 定义输入"."后数字字符串的变化
if (s1.toString().indexOf(".") == -1) {// 查找数字字符串中是否含有"."字符，如果没有则执行以下代码
if (s1.toString().equals("")) {// 如果数字字符串为空，那么将数字字符串设置为"0."
s1.setLength(0);
s1.append("0");
} else {
s1.append(".");}} else {// 如果有，则不发生变化

s1.append("");}}
if (s2.equals("0")) {// 定义输入"0"后数字字符串的变化
if (s1.toString().equals("0")) {// 当数字的字符串为"0"时，不发生变化
s1.append("");
} else {// 当数字的字符串吧为"0"时，在其字符串后增加"0"
s1.append("0");}}
for (int i = 1; i < 10; i++) {// 通过循环，定义输入1-9后数字字符串的变化
String str = String.valueOf(i);
if (s2.equals(str)) {// 定义输入1-9后数字字符串的变化
if (s1.toString().equals("0")) {
s1.setLength(0);
s1.append(str);
} else
s1.append(str);}}}

public void showNumber(JTextField j, StringBuilder s) {// 定义数字显示区域如何显示数字字符串的方法

if (s.toString().equals("") == true || s.toString().equals("0") == true) {
j.setText("0.");}
else if (s.toString().indexOf(".") == -1) {

j.setText(s.toString() + ".");}
else {
j.setText(s.toString());}}}

 （1）使用计算器计算

 

【实现有历史记录保存功能】

首先，需要在MySQL中创建一个数据库和表来保存用户的历史计算记录。可以使用以下SQL语句来实现：

CREATE DATABASE calculator_history;

USE calculator_history;

CREATE TABLE history (

  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

  user_id INT,

  calculation TEXT,

  time_calculated TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP

);

//使用Java和JDBC来连接MySQL数据库，并实现计算器功能。以下是一个简单的框架：

import java.sql.*;

import javax.swing.*;

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

 

public class Calculator extends JFrame implements ActionListener {

  private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/calculator_history";

  private static final String USER = "root";

  private static final String PASS = "password";

  private JTextField textField;

  private JButton[] numberButtons = new JButton[10];

  private JButton[] functionButtons = new JButton[4];

  private JButton equalButton;

  private JButton decimalButton;

  private JButton backspaceButton;

  private JButton clearButton;

  private JButton[] resultButtons = new JButton[10];

  private ResultSet resultSet;

  private Statement statement;

  private PreparedStatement preparedStatement;

 

  public Calculator() {

    // Set up the GUI

    textField = new JTextField();

    textField.setEditable(false);

    JPanel panel = new JPanel();

    panel.setLayout(new GridLayout(3, 4));

    for (int i = 1; i <= 9; i++) {

      numberButtons[i] = new JButton(String.valueOf(i));

      panel.add(numberButtons[i]);

    }

    panel.add(backspaceButton = new JButton("Backspace"));

    panel.add(clearButton = new JButton("Clear"));

    panel.add(decimalButton = new JButton("."));

    panel.add(equalButton = new JButton("="));

    for (int i = 0; i <= 9; i++) {

      resultButtons[i] = new JButton(String.valueOf(i));

      resultButtons[i].setEnabled(false);

      panel.add(resultButtons[i]);

    }

    panel.add(resultButtons[0]); // Multiply sign

    panel.add(resultButtons[1]); // Plus sign

    panel.add(resultButtons[2]); // Minus sign

    panel.add(resultButtons[3]); // Divide sign

    JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(panel);

    getContentPane().add(scrollPane, BorderLayout.CENTER);

    getContentPane().add(textField, BorderLayout.NORTH);

    // Add event listeners to the buttons

    for (int i = 1; i <= 9; i++) {

      numberButtons[i].addActionListener(this);

      resultButtons[i].addActionListener(this);

      if (i <= 3) { // Multiply, plus, minus signs

        functionButtons[i - 1] = new JButton(String.valueOf(i)); // For display purposes only

        functionButtons[i - 1].addActionListener(this); // For display purposes only

        panel.add(functionButtons[i - 1]); // For display purposes only (on the right side)