题目一、设计一个可实现加、减、乘、除功能的计算器软件
说明：使用Visio实现加减乘除的流程图如下
说明：用java语法实现计算器的加减乘除功能，如下代码
package p;
import java.util.Scanner;
public class User {
public static String symbol(Scanner scanner){
System.out.println("请输入第一个数字");
float m = scanner.nextFloat();
System.out.println("请输入运算符");
String symbol=scanner.next();
System.out.println("请输入第二个数字");
float n = scanner.nextFloat();
if(symbol.equals("+")){
float num=JiaFa(m,n);
System.out.println(num);
}
else if(symbol.equals("-")){
float num=JianFa(m,n);
System.out.println(num);
}
else if(symbol.equals("*")){
float num=Cheng(m,n);
System.out.println(num);
}
else if(symbol.equals("/")){
float num=Chu(m,n);
System.out.println(num);
}
return symbol;
}
public static float JiaFa(float m,float n) {
float c = 0;
if (m> 10000 & n > 10000) {
System.out.println("数字过大，请重新输入");
}
return c=m+n;
}
public static float JianFa(float a,float b){
float c;
if(a> 10000 & b > 10000){
System.out.println("数字过大，请重新输入");
}
return c=a-b;
}
public static float Cheng(float a,float b){
float c;
if(a> 10000 & b > 10000){
System.out.println("数字过大，请重新输入");
}
return c=a*b;
}
public static float Chu(float a,float b){
float c;
if(b==0){
System.out.println("分母不能为0，请重新输入");
}
return c=a/b;
}
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
while(true){
symbol(scanner);
}
}
}
题目二、使用牛顿迭代法完成算术开方的运算
牛顿迭代法思想：牛顿迭代法（Newton's method）是一种用于求解方程的迭代数值方法。它基于以下思想：通过使用切线逼近曲线，找到函数的根。
设我们要求解方程 f(x) = 0 的根，牛顿迭代法的基本思路如下：
- 先猜测一个初始值 x₀；
- 在函数 f(x) 上找到点 (x₀, f(x₀)) 处的切线；
- 切线与 x 轴的交点作为新的猜测值 x₁；
- 重复步骤2和步骤3，直到满足所需的精度或达到最大迭代次数。
数学推导如下：
设初始值为 x₀，对应的函数值为 f(x₀)，切线斜率为 f'(x₀)。假设切线与 x 轴的交点为 x₁，那么有：
切线方程：y- f(x₀)= f'(x₀)(x-x₀)
令 y = 0，解得 x₁：
x₁=x₀-f(x₀)=/f'(x₀)
这样就得到了新的猜测值 x₁。重复以上步骤，可以得到更接近真实根的近似值。
采用java语言对牛顿迭代法进行编写：
package p2;
import java.util.Scanner;
import static java.lang.StrictMath.abs;
public class kaiFang {
public static float getSqrt(float input){
float x=1.0f,y=0.0f,k=0.0f;
if(input<0){
System.out.println("负数无法开根");
return 65535.0f;
}else{
while(abs(y)>=0.001f){
k=2*x;
x=x-(y*1.0f)/k;
y=x*x-input;
}
}
return x;
}
public static void mai(String[] args){
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个非负整数");
float m = scanner.nextFloat();
float z=getSqrt(m);
System.out.println(z);
}
}
三、计算器软件的UI设计
本次计算器软件的界面设计是由swing设计，其设计代码如下：
package cn.lidan.start;
import can.lidan.util.Const;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
/*JFrame是Java Swing GUI工具包中的一个类，用于创建窗口应用程序*/
public class caculator extends JFrame implements ActionListener {
//北面控件
private JPanel jp_north = new JPanel();
//为计算器添加输入框
private JTextField input_text = new JTextField();//创建输入框
private JButton c_Bth = new JButton("c");//创建一个按钮
//中间控件
private JPanel jp_center = new JPanel();//创建页面布局
/* public static final int FRAME_W=300;
public static final int FRAME_H=300;
public static final int SCREEN_W= Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width;
public static final int SCREEN_H=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height;
public int frame_x=(SCREEN_W-FRAME_W)/2;
public int frame_y=(SCREEN_H-FRAME_H)/2;*/
public caculator() throws HeadlessException {
this.init();
this.addNorthComponet();
this.addCenterButton();
}
//进行初始化
public void init() {
this.setTitle(Const.TITLE);//设置名称
this.setSize(Const.FRAME_W, Const.FRAME_H);//给窗体设置大小
this.setLayout(new BorderLayout());
this.setResizable(false);//设置窗体大小不可修改
this.setLocation(Const.FRAME_x, Const.FRAME_y);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//窗体关闭
}
//添加北面控件
public void addNorthComponet() {
this.input_text.setPreferredSize(new Dimension(300, 50));
jp_north.add(input_text);
this.c_Bth.setForeground(Color.RED);
jp_north.add(c_Bth);
c_Bth.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
input_text.setText("");
}
});
//添加输入框到窗体中
this.add(jp_north, BorderLayout.NORTH);
/*BorderLayout 将容器分为 EAST 、 SOUTH 、 WEST 、 NORTH 、 CENTER
五个区域，普通组件可以被放置在这 5 个区域的任意一个中 */
}
//添加中间按钮
public void addCenterButton() {
String bth_text = "123+456-789*0.=/√";
String regx = "[\\+\\-*/=.√]";
this.jp_center.setLayout(new GridLayout(5, 4));
for (int i = 0; i < 17; i++) {
String temp = bth_text.substring(i, i + 1);
JButton btn = new JButton();//创建数字按钮
btn.setText(temp);
if (temp.matches(regx)) {
//设置字体
btn.setFont(new Font("粗体", Font.BOLD, 17));
btn.setForeground(Color.RED);
}
/*if(temp.equals("+")||temp.equals("-")||temp.equals("*")
||temp.equals("/")||temp.equals(".")||temp.equals("="))
{
bth.setFont(new Font("粗体",Font.BOLD,16));
bth.setForeground(Color.RED);
}*/
btn.addActionListener(this);
jp_center.add(btn);
}
this.add(jp_center, BorderLayout.CENTER);
}
private String firstInput = null;
private String operator=null;
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String clickStr = e.getActionCommand();
if ("√.0123456789".indexOf(clickStr) != -1) {
this.input_text.setText(input_text.getText() + clickStr);
this.input_text.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
//JOptionPane.showMessageDialog(this,clickStr);
} else if (clickStr.matches("[\\+\\-*/√]{1}")) {
operator = clickStr;
firstInput = this.input_text.getText();
this.input_text.setText("");
} else if (clickStr.equals("=")) {
Double a = Double.valueOf(firstInput);
Double b = Double.valueOf(this.input_text.getText());
Double result = null;
switch (operator) {
case "+":
result = a + b;
break;
case "-":
result = a - b;
break;
case "*":
result = a * b;
break;
case "/":
if (b != 0) {
result = a / b;
}
break;
}
this.input_text.setText(result.toString());
}
}
public static void main(String[] args) {
caculator Caculator = new caculator();
Caculator.setVisible(true);
}
}
package can.lidan.util;
import cn.lidan.start.caculator;
import java.awt.*;
public class Const {
public static final int FRAME_W=400;
public static final int FRAME_H=500;
public static final int SCREEN_W= Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width;
public static final int SCREEN_H=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height;
public static final int FRAME_x=(SCREEN_W-FRAME_W)/2;
public static final int FRAME_y=(SCREEN_H-FRAME_H)/2;
public static final String TITLE="计算器";
}
四、对软件进行测试，其测试截屏如下：
