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2023-07-14
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计算器是日常生活中经常使用的工具之一，随着手机智能化的发展，移动端上的计算器也越来越便利，同时也成为了许多初学者学习编程的第一个项目。本篇文章将介绍基于Android系统开发一个简单的计算器应用的基础逻辑设计，包括UI设计、计算流程及代码实现。
一、UI设计
1. 主布局：我们可以使用LinearLayout或者RelativeLayout，我选择使用LinearLayout（vertical）来实现。
2. 输出框：用户也就是我们看到的计算的结果。
3. 数字键：10个数字键（0~9）
4. 四则运算键：加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）
5. 取消和等于键：取消(Clear)、等于(=)
在UI布局设计后，我们需要考虑的就是如何实现计算逻辑了。
二、计算逻辑设计
1. 数字键实现：用户点击数字键（0~9），将数字显示到输出框，并且已存在的数字补在数字后面。如1->12->123->1234
步骤：
①监听数字键，也就是0~9键的点击事件。
②获取当前数字输出框的字符串，并将当前数字添加到字符串的直接后面。
③现在更新数字输出框中的文本。
例如：若当前数字输出框中的文本为2，用户点击数字3，此时数字输出框显示为23。
2. 四则运算键实现：用户点击加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）等四则运算符号时，把当前的数字展示到输出框中，并在第一位数字登陆处显示符号，等待输入新的数字。
步骤：
① 监听四则运算键的点击事件。
② 获取数字输出框中的currentNum和符号，将它们添加到序列里。
③ 更新数字输出框。
例如，若输出框现在显示的是23，用户点击“+”号，则输出框中显示“+23”，并等待下一个数字输入。
3. 等号键实现：用户按下“=”按钮时，执行所输入字符串中的数学运算。
步骤：
① 监听等号键点击事件。
② 获取计算操作序列，
③ 循环遍历计算操作序列中的所有数字以及运算符，进行运算，
④ 最后将计算结果展示到数字输出框中。
例如，用户输入3+5-2x4÷2，按下等于键，计算逻辑会根据计算操作序列中的运算符顺序，以及每个运算中的两个值进行相应的计算。
4. 取消键实现：用户点击取消键时，将数字输出框中的字符串清空，重置计算序列。
步骤：
① 监听清除键点击事件，
② 将输出框中的字符串设为空字符串“”。
③ 重置运算序列。
例如，点击清除键后，数字输出框中的内容全部清空。
三、代码实现
1.计算逻辑的代码实现
```
private fun calculate(expression: String): Double {
val nums = ArrayList
val ops = ArrayList
var index = 0
while (index < expression.length) {
val c = expression[index]
when (c) {
'+', '-', '*', '/' -> {
ops.add(c)
index++
}
else -> {
var num = 0.0
while (index < expression.length && Character.isDigit(expression[index])) {
num = num * 10 + (expression[index] - '0').toDouble()
index++
}
nums.add(num)
}
}
}
while (ops.isNotEmpty()) {
val op = ops.removeAt(0)
val num1 = nums.removeAt(0)
val num2 = nums.removeAt(0)
when (op) {
'+' -> nums.add(0, num1 + num2)
'-' -> nums.add(0, num1 - num2)
'*' -> nums.add(0, num1 * num2)
'/' -> nums.add(0, num1 / num2)
else -> return Double.NaN
}
}
return nums.removeAt(0)
}
```
注释：
1.我们使用了一个长度随意的字符串，将其中的数字和运算符用List存储了起来。
2.按照List中的运算符优先级进行计算，while的第一个循环是将数字和运算符分别存放到nums和ops中。
3.然后使用while循环，继续遍历计算操作序列，进行计算。
2.UI代码的实现
在TextView中获取相应的文本来进行用户操作，并在运算操作时更新数字输入框的文本内容。
```
private fun updateNumView(text: String) {
binding.numView.text = text
}
private fun onNumButtonClick(num: Int) {
val currentNum = binding.numView.text.toString()
val newNum = currentNum + num.toString()
updateNumView(newNum)
}
```
总结：
本篇文章具体讲解了基于Android系统开发一个简单的计算器应用的基础逻辑设计，包括UI设计、计算流程及代码实现。其中，我们重点介绍了数字键、四则运算键、等于键以及取消键的实现过程，以及使用Kotlin语言实现计算逻辑的代码实现。希望对刚刚接触移动端开发的读者有所帮助。
