Android开发实现简单计算器功能

计算器项目，要求实现加、减、乘、除、求倒数、求平方根等简单运算。

真机调试结果如下图：

布局文件：main_activity.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
   android:layout_width="match_parent"
   android:layout_height="match_parent"
   android:background="#FFFFFF"
   android:orientation="vertical"
   android:padding="3dp">

<ScrollView
       android:layout_width="match_parent"
       android:layout_height="wrap_content">

<LinearLayout
           android:layout_width="match_parent"
           android:layout_height="wrap_content"
           android:orientation="vertical">

<TextView
               android:layout_width="match_parent"
               android:layout_height="wrap_content"
               android:gravity="center"
               android:text="简单计算器"
               android:textColor="#000000"
               android:textSize="20sp" />

<LinearLayout
               android:layout_width="match_parent"
               android:layout_height="wrap_content"
               android:background="#ffffff"
               android:orientation="vertical">

<TextView
                   android:id="@+id/tv_result"
                   android:background="#4E4B4B"
                   android:layout_width="match_parent"
                   android:layout_height="wrap_content"
                   android:gravity="right|bottom"
                   android:lines="3"
                   android:maxLines="3"
                   android:scrollbars="vertical"
                   android:text="0"
                   android:textColor="#FFFFFF"
                   android:textSize="35sp" />
           </LinearLayout>

<GridLayout
               android:layout_width="match_parent"
               android:layout_height="match_parent"
               android:columnCount="4"
               >

<Button
                   android:id="@+id/btn_cancel"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:shadowColor="@color/purple_500"
                   android:text="CE"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_divide"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="÷"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_multiply"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="×"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_clear"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="C"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_seven"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="7"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_eight"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="8"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp" />

<Button
                   android:id="@+id/btn_nine"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="9"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_plus"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="+"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_four"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="4"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_five"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="5"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_six"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="6"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_minus"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="-"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_one"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="1"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_two"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="2"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_three"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="3"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<ImageButton
                   android:id="@+id/ib_sqrt"
                   android:layout_width="90dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:scaleType="centerInside"
                   android:src="@drawable/sqrt"
                   android:gravity="center"
                   android:layout_marginStart="4dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_reciprocal"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="1/x"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="28sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_zero"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="0"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_dot"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="."
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>

<Button
                   android:id="@+id/btn_equal"
                   android:layout_width="85dp"
                   android:layout_height="70dp"
                   android:backgroundTint="@color/gray"
                   android:gravity="center"
                   android:text="＝"
                   android:textColor="@color/black"
                   android:textSize="30sp"
                   android:layout_marginStart="5dp"/>
           </GridLayout>

</LinearLayout>
   </ScrollView>

</LinearLayout>

活动页面：MainActivity.java

package com.example.calculator;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
import com.example.calculator.cal.CoreAlgorithm;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{

private TextView tv_result; // 声明一个文本视图对象
       private double result =0; // 当前的计算结果
       private String showText = ""; // 显示的文本内容
       private final StringBuilder builder=new StringBuilder();  //存储运算式子的字符串构造器

@Override
       protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
           super.onCreate(savedInstanceState);
           setContentView(R.layout.activity_main);
           tv_result = findViewById(R.id.tv_result);

int[] buttonSeq={
                   R.id.btn_cancel, // “取消”按钮
                   R.id.btn_divide,// “除法”按钮
                   R.id.btn_multiply , // “乘法”按钮
                   R.id.btn_clear , // “清除”按钮
                   R.id.btn_seven , // 数字7
                   R.id.btn_eight , // 数字8
                   R.id.btn_nine , // 数字9
                   R.id.btn_plus , // “加法”按钮
                   R.id.btn_four , // 数字4
                   R.id.btn_five , // 数字5
                   R.id.btn_six , // 数字6
                   R.id.btn_minus , // “减法”按钮
                   R.id.btn_one , // 数字1
                   R.id.btn_two , // 数字2
                   R.id.btn_three , // 数字3
                   R.id.btn_reciprocal , // 求倒数按钮
                   R.id.btn_zero , // 数字0
                   R.id.btn_dot , // “小数点”按钮
                   R.id.btn_equal , // “等号”按钮
                   R.id.ib_sqrt // “开平方”按钮
           };

for(int buttonId:buttonSeq)
               findViewById(buttonId).setOnClickListener(this);

builder.append(0);
       }

//符号分类
       //数字
       //四则运算符
       //小数点
       //根号，倒数，等号，直接出结果
       //CE C

@Override
       public void onClick(View v) {
           int id=v.getId();
           String inputText="";

//        if(result!=0){          //如果结果不为0，则按照结果进行运算
//            clear();
//            builder.append(result);
//        }

//若不为根号，因为根号按钮无法取值
           if(id!=R.id.ib_sqrt) {
               inputText = ((TextView) v).getText().toString();

//判断是否为数字、小数点以及四则运算符

if (inputText.matches("\\d|\\.")) {         //输入是否为数字或点号
                   resultCheck();
                   if(builder.toString().equals("0")){
                       builder.deleteCharAt(builder.length()-1);}

builder.append(inputText);
                   if(verifyExp(builder.toString())){
                       refreshText(builder.toString());      //表达式正确刷新
                   }else{
                       builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);  //表达式不正确删除最后一位字符
                   }

} else if (inputText.matches("\\+|-|×|÷")) {        //输入为四则运算符

resultCheck();

builder.append(inputText);
                   if(verifyExp(builder.toString())){
                       refreshText(builder.toString());
                   }else{                                               //更替运算符操作
                       builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);
                       builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);
                       builder.append(inputText);
                       refreshText(builder.toString());
                   }

}
               else {                          //点击了CE C 1/X =

switch (inputText) {
                       case "CE":
                           resultCheck();
                           //有字符才能删除
                           if (builder.length() > 0) {
                               builder.deleteCharAt(builder.length() - 1);
                               refreshText(builder.toString());
                           } else {

Toast.makeText(this, "没有数字可删了", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                           }
                           break;
                       case "C":
                           refreshText("");
                           result=0.0;
                           builder.delete(0, builder.length());    //builder清空
                           builder.append(0);
                           break;
                       case "1/x":
                           resultCheck();
                           result=1/(CoreAlgorithm.calExp(builder.toString()));
                           refreshText("1/("+builder.toString()+")=\n"+result);
                           break;
                       case "＝":
                           resultCheck();
                           if(result==0.0) {
                               result = CoreAlgorithm.calExp(builder.toString());
//                                builder.append("=");//容易出错 ,按等号会把这个式子进行运算
                               refreshText(builder.toString() + "=\n" + result);
                           }
                           break;
                       default:
                           Toast.makeText(this, "error", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                   }

}
           }else{      // 点击了开根号,由于算法不支持有运算符在前,目前已经支持
               resultCheck();  //经过一次检查结果被清零，结果存于builder中
                result = Math.sqrt(CoreAlgorithm.calExp(builder.toString()));
                refreshText("√(" + builder.toString() + ")=\n" + result);

}

}

//检查整个表达式
       public boolean verifyExp(String exp){       //验证整个表达式是否合法
           String lastNum="";
           String[] sp=exp.split("\\+|-|×|÷");      //将操作数分割出来
           char lastChar=exp.charAt(exp.length()-1);       //获得最后一个字符

lastNum=sp[sp.length-1];     //取得最后一位操作数

if(String.valueOf(lastChar).matches("\\+|-|×|÷"))  //如果当前符号为四则运算符
           {
               lastNum="";
               return exp.matches(".*(\\d[+-×÷])|.*(\\.[+-×÷])");      //验证最后的运算符是否符合只有一个原则

}else{                                                          //最后一位为运算数
               return  lastNum.matches("^[-]?\\d*\\.?\\d*");   //验证最后一位运算数是否合法

}
       }

// 刷新文本显示
       private void refreshText(String text) {
           showText = text;
           tv_result.setText(showText);
       }

// 清空并初始化
       private void clear() {
           builder.delete(0, builder.length());
           showText="";
       }

//基本每个出结果的按钮都要执行一次这个函数
       public void resultCheck(){      //运算结果检查，有结果用结果，结果不为数字进行处理
           if(result!=0){          //如果结果不为0，则按照结果进行运算
               String res=String.valueOf(result);
               if(res.matches("^[-]?\\d*\\.?\\d*")){   //若为浮点数字
                   clear();
                   builder.append(result);
                   result=0;    //结果不清零，检查的时候就会一直重复放入结果
               }else{      //若结果为字母，分母为0会返回Infinity，以及负数开方
                   clear();
                   builder.append("0");
                   result=0;
               }
           }

if(builder.length()==0){
               builder.append(0);
           }

}

}

核心算法：CoreAlgorithm.java

package com.example.calculator.cal;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class CoreAlgorithm {

private static final Stack<Double> st = new Stack<>();      //原始数字栈
       private static final Queue<Double> qu = new ArrayDeque<>();  //序列化数字队列,
       private static final Queue<String> queOp = new ArrayDeque<>();        //符号队列
       private static final Queue<String> newQueOp = new ArrayDeque<>();

public static double calExp(String exp) {

//       String str="1+3*2-8/2+6";
//        String str="1+3*2/1";

//本算法似乎不支持符号在前面,目前算法已经改进

//处理运算符在式子最后
           if (exp.matches(".*[\\+\\-×÷]")) {
               exp = exp.substring(0, exp.length() - 1);
           }

String[] sp; //存放分割数组

//运算符在式子最前面
           if (exp.matches("[\\+\\-×÷].*")) {
               String fistElem=exp.substring(0,1); //截取首个字符
               exp=exp.substring(1);       //舍去首个字符
               //分割字符，提取数字
               sp = exp.split("\\+|-|×|÷");
               if(fistElem.equals("-")){       //首个字符为负号
                   sp[0]="-"+sp[0];        //添加负号
               }
           }else{  //没有符号在前
               sp = exp.split("\\+|-|×|÷");
           }

//之前直接分割字符会导致，数组第一位为空，导致程序无法运行

for (int i = sp.length - 1; i >= 0; i--) {
               if (sp[i].equals(".")) {
                   st.push(0.0);       //替换点号
               } else {
                   st.push(Double.parseDouble(sp[i]));
               }

}

//寻找匹配字符串
           Pattern p = Pattern.compile("\\+|-|×|÷");
           Matcher m = p.matcher(exp);
           while (m.find()) {

queOp.add(m.group());
           }

//        for(int i=sp.length-1;i>=0;i--){
//           System.out.println(st.pop());
//        }

//       int size=queNum.size();
//       for(int i=0;i<size;i++)
//           System.out.println(queNum.poll());

//运算降级序列化
           while (st.size() > 0) {

String currOp;

if (queOp.size() > 0) {
                   currOp = queOp.poll();
               } else {
                   currOp = "0";
               }

switch (currOp) {
                   case "×":
                       st.push(st.pop() * st.pop());
                       break;
                   case "÷":
                       st.push(st.pop() / st.pop());
                       break;
                   case "+":
                       qu.add(st.pop());
                       newQueOp.add("+");
                       break;
                   case "-":
                       qu.add(st.pop());
                       newQueOp.add("-");
                       break;
                   default:
                       qu.add(st.pop());

}
           }

//正常运算
           if (qu.size() > 0) {
               double res = qu.poll();
               while (qu.size() > 0) {

String op = "";
                   if (newQueOp.size() > 0) {
                       op = newQueOp.poll();
                   } else {
                       op = "none";
                   }

switch (op) {
                       case "+":
                           res += qu.poll();
                           break;
                       case "-":
                           res -= qu.poll();
                           break;
                       default:
                           System.out.println("none");
                   }

}

return res;

}

return 0.0;
       }
}

来源：https://blog.csdn.net/Q1368089323/article/details/117935368