Java 科学计算器：构建一个功能强大的计算工具224

对于科学家、工程师和学生来说，科学计算器是一个必不可少的工具。它允许用户进行各种数学运算，从基本算术到复杂的科学函数。Java 作为一种强大的编程语言，非常适合创建功能强大的科学计算器应用程序。

在本教程中，我们将逐步指导您构建一个 Java 科学计算器。我们将涵盖从用户界面设计到实现各种数学函数和操作所需的关键概念。

1. 创建用户界面

科学计算器应用程序的用户界面通常包含以下元素：* 显示区：用于显示计算结果和方程式。
* 数字按钮：用于输入数字。
* 运算符按钮：用于执行基本算术运算（例如，加、减、乘、除）。
* 科学函数按钮：用于执行三角函数、对数函数和其他高级数学运算。
* 清除按钮：用于清除显示区。
* 等号按钮：用于计算方程式。

2. 数学函数

以下是一些科学计算器中常用的数学函数：* 三角函数：正弦、余弦、正切
* 对数函数：自然对数、常用对数
* 指数函数：幂运算
* 平方根和立方根函数
* 绝对值函数
* 舍入和截断函数

3. 运算符和优先级

在科学计算器中，运算符遵循优先级规则以决定计算顺序。运算符优先级的顺序通常遵循 PEMDAS（括号、指数、乘法和除法、加法和减法）规则。

4. 代码实现

以下是 Java 科学计算器应用程序的代码实现：```java
import ;
public class ScientificCalculator {
// 显示区
private String display = "";
// 输入扫描器
private Scanner scanner = new Scanner();
// 运算符优先级
private int[] precedence = { 3, 2, 1, -1 };
private char[] operators = { '^', '*', '/', '+', '-' };
public static void main(String[] args) {
ScientificCalculator calculator = new ScientificCalculator();
();
}
public void run() {
String input;
while (true) {
// 获取用户输入
("> ");
input = ();
// 处理用户输入
if (("exit")) {
break;
} else {
processInput(input);
}
}
// 关闭输入扫描器
();
}
private void processInput(String input) {
// 将输入转换为后缀表达形式
String postfix = convertToPostfix(input);
// 计算后缀表达形式的结果
double result = evaluatePostfix(postfix);
// 更新显示区
display += result + "";
}
// 将中缀表达形式转换为后缀表达形式
private String convertToPostfix(String infix) {
// 创建输出字符串和运算符堆栈
StringBuilder postfix = new StringBuilder();
Stack stack = new Stack();
for (char c : ()) {
if ((c)) {
(c);
} else if (isOperator(c)) {
while (!() && hasHigherPrecedence(c, ())) {
(());
}
(c);
} else if (c == '(') {
(c);
} else if (c == ')') {
while (!() && () != '(') {
(());
}
if (!()) {
();
}
}
}
while (!()) {
(());
}
return ();
}
// 计算后缀表达形式的结果
private double evaluatePostfix(String postfix) {
// 创建操作数堆栈
Stack stack = new Stack();
for (char c : ()) {
if ((c)) {
(((c)));
} else if (isOperator(c)) {
double operand2 = ();
double operand1 = ();
double result = calculate(operand1, operand2, c);
(result);
}
}
return ();
}
// 计算两个操作数和一个运算符的结果
private double calculate(double operand1, double operand2, char operator) {
switch (operator) {
case '+':
return operand1 + operand2;
case '-':
return operand1 - operand2;
case '*':
return operand1 * operand2;
case '/':
return operand1 / operand2;
case '^':
return (operand1, operand2);
default:
throw new IllegalArgumentException("Invalid operator: " + operator);
}
}
// 检查一个运算符是否比另一个运算符具有更高的优先级
private boolean hasHigherPrecedence(char op1, char op2) {
int p1 = getPrecedence(op1);
int p2 = getPrecedence(op2);
return p1 > p2;
}
// 获取运算符的优先级
private int getPrecedence(char operator) {
for (int i = 0; i < ; i++) {
if (operators[i] == operator) {
return precedence[i];
}
}
return -1;
}
// 检查一个字符是否是运算符
private boolean isOperator(char c) {
for (char operator : operators) {
if (c == operator) {
return true;
}
}
return false;
}
}
```