[计算机软件及应用]QT计算器.doc

QT 课程 程序设计题目：科学计算器姓名：杨平学号：201005070116学院：信息技术与科学专业：软件工程 2012年12月10日1. 功能需求分析1.1 功能划分 本次我们设计的计算器在功能上大致与Windows系统自带的计算器程序相似，但在某些细节处加入了我们设计同学的独特创新和技巧，具体体现见详细设计部分。对于我们所设计的科学计算器，其功能大致可以如下划分： 算术型计算器功能可以进行加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、开方(sqrt)、百分数(%)等简单算术计算。 科学型计算器功能可以进行乘方、开方、指数、对数、三角函数、等方面的运算。 一元运算和多元运算可以进行表达式和简单运算，且切换较为快捷。1.2 功能描述 对于算术型计算器的功能大家已经非常熟悉，就不再赘述。这里只对科学型计算器功能中的特殊符号、必要函数及技巧创新功能部分作简单描述。 特殊符号和函数Pi 。即 3.1415926 Ln 自然对数，ln(x)是以e为底的x的对数 Log 以10为底的对数，10是可以省略的S in 正弦函数 Arcsin 反正弦函数 Cos 余弦函数 Tan 正切函数 n! 阶乘 Mod 取模运算Clear 清空 等等这些符号有利于我们计算，方便快捷的得出结果。使用数据记录：我们都知道，现在市面上一般的计算器虽然在计算上能满足用户的需求，但对于一些重要的数据和运算过程、记录，就无法实现重要过程和数据的记录，所以这项功能的添加让我们的计算器更加科学化，人性化，用户不必要再担心运算的出错和检查的麻烦。这也是我们所设计的计算器相比于其他计算器的重要优点之一。2. 详细设计2.1 普通计算功能（1）界面设计界面设计我们是使用Qt creator进行设计的，首先创建一QMainWindow(parent).ui，这个界面为QWidget。然后在左侧的Widget Box找相应的控件添加到QMainWindow(parent)里。首先提出一个lineEdit控件作为算式显示窗口和结果显示窗口，在提取出30个QpushButton为0到9按键和加减乘除按键、括号按键、开根号按键、小数点按键、%按键、取模按键、阶乘按键、取倒按键、等于按键、历史按键、标准/科学模式切换按键。然后再把各个pushButton名字改成相应的符号，并且改对应pushbutton的属性，保存后取Qt creator编译QMainWindow(parent).ui，运行程序就可以显示相应界面。具体界面设计效果如下：且各组件的属性设置如下：（2）程序具体实现现在.h文件中对各个按键在私有槽中进行声明，例如： public slots: void clickbtn1();就对1键（槽函数）进行声明，然后就可以在.cpp进行编写程序。声明first，second两个整形表示第一个输入和第二个输入，然后用Qt（Qstring)封装好的append（）函数进行添加，当然，这里牵涉到本程序对Btn按键的函数声明，并且使用setText函数，使其按键符号点击后可以在lineEdit上显示，在这里用的是信号和槽的机制，具体的信号于槽的链接在后面会详细说明。2.2 科学计算器功能本界面的主要功能是在普通计算器的基础上，添加了一些科学计算的功能，具体实现的操作功能包括三角函数运算（）、反三角函数运算（）、双曲三角函数运算（）、对数运算（）、弧度运算、角度运算、梯度运算。（1） 界面设计 为了隐藏的需要，我们采用Group Box的组件，然后设置“”按键，通过点击“”按键可将窗口由标准型切换为科学型（此时“”按键变为“”按键，再点击一次即可变回标准型），切换为科学型窗口后，在普通窗口的基础上添加一些QPushButton按钮，修改其属性，使其变成相应的功能键，再从左边把QComboBox拖到科学计算窗口中，并修改其属性，用户可以在下拉框中，选择自己想要实现的运算类型（如：弧度、梯度；不同对数运算），然后用对上述按键在窗口中进行合理布局，最后用QtCreator对所设计的界面进行编译形成ui文件，点击运行即可查看所设计界面。 具体界面设计效果如下： 下拉框中显示的设计如下： 各组件的属性设置如下：（2） 程序具体实现这里仍使用信函和槽连接机制，我们没有使用信号和槽编辑器，而是直接在.cpp文件中添编写其代码来实现，首先在.h文件中对各个按键进行声明，如：void clicksin（）；就是对sin按键进行声明，再到.cpp文件中编写相应的代码实现其功能，当Jing_zhan_unary变量为ture时，执行clickTrigJIng_zhan_TS(“sin”)，或当Jing_zhan_Expression变量为ture时，执行sinBian_lian=true;clickJing_zhan_Pro(sin,mu_qianSin);实现sin的运算功能。2.3 计算历史显示功能 本模块包括本系统的删除、保存功能。（1） 界面介绍 这里我要用两个QpushButton控件和一个LineEdit控件，两个QpushButton控件分别表示删除算式、算式另存为，在修改其属性，再拖拽一个LineEdit控件，它用来显示计算机执行的历史事件，而且还可以在其上点击选择算式。 具体界面设计效果如下： 各组件的属性设置如下：（2） 程序具体实现另存为算式：首先声明一个另存为的函数void calculate:clickHistorySaveas()，添加一个QFileDialog控件作为另存为显示窗口，再把QFileDialog名字改成相应的另存为，并且改对应QFileDialog的属性，然后查询算式表（message），查找最后一个id的值，然后id加一，再把次id和窗口提取的算式存入数据库算式表（message）中，然后通过槽函数ui-statusBar-showMessage(Version+ : +tr(已保存),10000);查询整个message表把表中的内容显示出来。删除算式：先用currentIndex().row()把鼠标点中的行选中。提出行数，声明model，再用model中封装好的函数删除这一行，在加上警告函数，判断是否删除，就可以了。2.4 删除功能此功能为删除窗口中的最后一个字符，具体编写过程为：提取窗口中的内容，并把窗口中的内容存放到一个QString型变量中，然后用Qt现有的已经封装好的函数，把这个变量从左边开始将其最后一个字符去掉，使其长度减少一，将改变后的字符串在存放到这个变量中，再把这个变量重新返回到窗口中，这样就达到删除的功能了。2.5 清空功能此功能为清空显示窗口，这里用Qt封装好的函数clear（），直接把窗口给清空，这样就达到效果。2.6 操作类型切换功能在菜单栏里添加操作类型选择按键，在操作类型按键下有一元顺序运算和表达式运算两个子选项，当选择一元顺序运算时，将“（”按键和“）”按键设置为不可点击即，而当选择表达式运算时，将“1/x”按键和“”按键设置为不可点击。由于在不同的操作类型下，有些运算符不适用，故将其设置为不可点击，这样可以防止用户进行违规操作。 具体界面设计效果如下：3. 系统的实现：计算分简单计算和科学计算两种功能，又由于要实现表达式的功能，故应该将其分开实现，所以，我们在程序中设置了两逻辑变量进行区分，如下所示。 bool Jing_zhan_unary=false; /一元操作 bool Jing_zhan_Expression=true; /表达式操作 当然，对于下面具体步骤中出现的函数，我们有必要在此说明，这其中也包括整个程序的核心算法。考虑到程序中出现了众多信号与槽的链接，故采用手工链接的方式进行。首先在calculate.h中声明如下槽函数：public slots: void clickSifirla(); void clickbtn(QString); void clickbtn1(); void clickbtn2(); void clickbtn3(); void clickbtn4(); void clickbtn5(); void clickbtn6(); void clickbtn7(); void clickbtn8(); void clickbtn9(); void clickbtn0(); void clickPoint(); void clickPointControl(); void clickClear(); void clickPlus(); void clickDecrease(); void clickMultiply(); void clickEliminate(); void clickEql(); void clickJing_zhan_(); void clickJing_zhan_2(QStringList &diziPro,QString isaret); void clickBackspace(); void clickChangesign(); void clickSqrt(); void click_G(); void clickCi(); void click_1_x(); void clickJie_cheng(); void clickSwitch(); void clickSimple(); void clickSin(); void clickCos(); void clickTan(); void clickCot(); void clickPi(); void clickE(); void clickArcsin(); void clickArccos(); void clickArctan(); void clickArccot(); void clickSinh(); void clickCosh(); void clickTanh(); void clickCoth(); void clickLog(); void clickHistory(); void clickHistoryDelete(); void clickHistorySaveas(); void clickExpression(); void clickunary(); void clickReplaceTur(QLabel*,QLabel*,bool); void clickJing_zhan_caozuoleixing(); void clickJing_zhan_Pro(QString,QString,bool); void clickTrigJing_zhan_IO(QStringList &diziPro,bool &trigVar,QString,QString); void clickTrigJing_zhan_IS(QString); void clickYerReplace(QStringList &diziPro,int,double); void clickMod(); void clickZkuohao(); void clickYkuohao(); double clickDonusum(int,double); void clickQ_zhishu(); 在calculate.cpp中calculate:calculate(QWidget *parent) : QMainWindow(parent),ui(new Ui:calculate)构造函数中进行信号于槽的链接，也就是各按键及工具条等组件的动作响应关系（函数）如下： connect(ui-btnSwitch,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickSwitch(); /科学 和 简单 快速切换键 connect(ui-btnHistory,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickHistory(); / 历史键 connect(ui-btn1,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn1(); / 1 connect(ui-btn2,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn2(); / 2 connect(ui-btn3,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn3(); / 3 connect(ui-btn4,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn4(); / 4 connect(ui-btn5,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn5(); / 5 connect(ui-btn6,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn6(); / 6 connect(ui-btn7,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn7(); / 7 connect(ui-btn8,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn8(); / 8 connect(ui-btn9,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn9(); / 9 connect(ui-btn0,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickbtn0(); / 0 connect(ui-btnPoint,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickPoint(); /小数点的实现 connect(ui-btnClear,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickClear(); / Clear按键的实现 connect(ui-btnPlus,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickPlus(); / 加法 connect(ui-btnDecrease,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickDecrease(); /减号 connect(ui-btnMultiply,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickMultiply(); /乘号 connect(ui-btnEliminate,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickEliminate(); /除号 connect(ui-btnEql,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickEql(); /等号 connect(ui-btnBackspace,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickBackspace(); /退格 connect(ui-btnChangesign,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickChangesign(); /改变符号 connect(ui-btnSqrt,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickSqrt(); / 开根号 connect(ui-btn_G,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(click_G(); /按百分比的形式显示乘积结果 connect(ui-btnCi,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickCi(); / 实现 connect(ui-btn_1_x,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(click_1_x(); / 1/x 功能键实现 connect(ui-btnJie_cheng,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickJie_cheng(); / 阶乘 connect(ui-btnSin,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickSin(); / Sin connect(ui-btnCos,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickCos(); / Cos connect(ui-btnTan,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickTan(); / Tan connect(ui-btnCot,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickCot(); / Cot connect(ui-btnPi,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickPi(); / Pi connect(ui-btnE,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickE(); / exp connect(ui-btnArcsin,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickArcsin(); / Asin connect(ui-btnArccos,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickArccos(); / Acos connect(ui-btnArctan,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickArctan(); / Atan connect(ui-btnArccot,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickArccot(); / Acot connect(ui-btnLog,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickLog(); / Log connect(ui-btnMod,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickMod(); / Mod connect(ui-btnDelete,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickHistoryDelete(); / 历史框中 删除键 connect(ui-btnSaveas,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickHistorySaveas(); / 历史框中 另存为键 connect(ui-btnZkuohao,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickZkuohao(); / （ connect(ui-btnYkuohao,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickYkuohao(); / ) connect(ui-action_Ke_xue,SIGNAL(triggered(),this,SLOT(clickSwitch(); /动作 科学型 connect(ui-action_History,SIGNAL(triggered(),this,SLOT(clickHistory(); /动作 历史 connect(ui-action_Simple,SIGNAL(triggered(),this,SLOT(clickSimple(); /动作 简单 connect(ui-action_Expression,SIGNAL(triggered(),this,SLOT(clickExpression(); /多元表达式 connect(ui-action_unary,SIGNAL(triggered(),this,SLOT(clickunary(); /一元顺序运算 connect(ui-btnSinh,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickSinh(); / Sinh connect(ui-btnCosh,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickCosh(); / Cosh connect(ui-btnTanh,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickTanh(); / Tanh connect(ui-btnCoth,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickCoth(); / Coth connect(ui-btnQ_zhishu,SIGNAL(clicked(),this,SLOT(clickQ_zhishu(); / a*b 功能键的实现 接下来，对部分重要的槽函数进行说明。首先，由于本课题的方向行，所以，在实现科学型计算器前，我们必须弄得一般计算器Btn键的工作原理，而这部分，在Qt事例中用详细的说明，这里我们就不必指出。考虑到表达式和简单的区别，我们分两种情况进行编写。当然，在后续的函数中，这种分别讨论的情况是经常出现的，这也从侧面说明了bool Jing_zhan_unary，Jing_zhan_Expression的重要性。具体代码如下：void calculate:clickbtn(QString btn) if(Jing_zhan_unary=true) clickSifirla(); if(Jing_zhan_Bian_lian=true) ui-LineEdit1-setText(); Jing_zhan_Bian_lian=false; if(zeroBian_lian=true) ui-LineEdit1-setText(btn); else qian_= ui-LineEdit1-text(); qian_.append(btn); ui-LineEdit1-setText(qian_); zeroBian_lian=false; safetyJing_zhan_=false; else if(Jing_zhan_Expression=true) if(mu_qianEql=true) ui-LineEdit1-setText(); clickSifirla(); qian_= ui-LineEdit1-text(); qian_.append(btn); ui-LineEdit1-setText(qian_); 而一般的数字键，只需调用此槽函数即可，如下所示：void calculate:clickbtn1() clickbtn(1); 当然，由于0变量的特殊性，所以，需要对其添加额外的约束才能实现，代码如下：void calculate:clickbtn0() clickSifirla(); if(Jing_zhan_unary=true) if(Jing_zhan_Bian_lian=true) ui-LineEdit1-setText(); Jing_zhan_Bian_lian=false; if(ui-LineEdit1-text()=) ui-LineEdit1-setText(0); zeroBian_lian=true; else if(zeroBian_lian=false) qian_=ui-LineEdit1-text(); qian_.append(0); ui-LineEdit1-setText(qian_); safetyJing_zhan_=false; else if(Jing_zhan_Expression=true) clickbtn(0); 说完计算器Btn键的功能实现，接下来，对于任何计算器，其“”键无意是对计算器功能的实现的直接展示。对于一般的简单计算器，由于有Math.h的支持，实现起来较为容易，但是，对于表达式计算器，这就是对我们整个程序逻辑关系的真确与否的直接表现，可想其重要性。具体代码如下：void calculate:clickEql() if(Jing_zhan_unary=true) if(mu_qianEql=false) clickJing_zhan_(); safetyJing_zhan_=false; Jing_zhan_Bian_lian=true; pointBian_lian=false; first_shu=true; Jing_zhan_=; else if(Jing_zhan_Expression=true) mu_qianEql=true; qian_= ui-LineEdit1-text(); qian_.append(=); ui-LineEdit1-setText(qian_); clickJing_zhan_(); 可能大家看到这里会觉得这不算什么，其实不然，因为大多数程序都被封装在void clickJing_zhan_()函数中。接下来，我们将进入本程序的核心代码中，由于代码过长，考虑到简单计算器运算实现的简单性，我们只列举出如下关于表达式部分的代码（void clickJing_zhan_()中）。else if(Jing_zhan_Expression=true) if(ZkuohaoCounter!=YkuohaoCounter) qDebug(错误); else backuptext=ui-LineEdit1-text(); ui-texthistory-insertPlainText(QString:number(history_Counter)+ - +backuptext); for(int triCounter=0;triCounterbackuptext.size();triCounter+) backuptext.replace(QString(arcsin),QString(?); backuptext.replace(QString(arccos),QString(&); backuptext.replace(QString(arctan),QString(); backuptext.replace(QString(sinh),QString(e); backuptext.replace(QString(cosh),QString(r); backuptext.replace(QString(tanh),QString(t); backuptext.replace(QString(coth),QString(y); backuptext.replace(QString(sin),QString(); backuptext.replace(QString(cos),QString(); backuptext.replace(QString(tan),QString(); backuptext.replace(QString(cot),QString(); backuptext.replace(QString(log),QString(|); backuptext.replace(QString(ln),QString(|); backuptext.replace(QString(mod),QString(*); backuptextBas=backuptext; backuptextSon=backuptext; int Counter=0; /计数器 while(CounterJing_zhan_Counter) int size=backuptext.size(); yer=backuptext.indexOf(ArrayJing_zhan_sign.value(Counter); ArrayyeIsaret=backuptext.at(yer); backuptextBas.remove(yer,size-1); backuptextSon.remove(0,yer+1); Array.append(backuptextBas); Array.append(ArrayyeIsaret); backuptext=backuptextSon; backuptextBas=backuptextSon; Counter=Counter+1; int yerEql=backuptextSon.indexOf(=); backuptextSon.remove(yerEql,yerEql); Array.append(backuptextSon); Array.append(=); qDebug()Array; if(kuohaoBian_lian=true) while(Array.contains()=true) int ZkuohaoYer=Array.lastIndexOf(); int YkuohaoYer=Array.indexOf(),ZkuohaoYer); for(int kopyaCounter=ZkuohaoYer+1;kopyaCounter=YkuohaoYer;kopyaCounter+) Arraykuohao.append(Array.value(kopyaCounter); clickJing_zhan_2(Arraykuohao,); Array.replace(ZkuohaoYer,QString:number(Results); for(int i=ZkuohaoYer+1;i=YkuohaoYer;i+) int i2=ZkuohaoYer+1; Array.removeAt(i2); if(Array.value(ZkuohaoYer-1)=) Array.removeAt(ZkuohaoYer-1); Array.removeAt(ZkuohaoYer); Arraykuohao.clear(); kuohaoBian_lian=false; clickJing_zhan_2(Array,=); 以上程序具体只是为我们开辟了表达式计算器实现的可能，具体的计算实现过程封装在void clickJing_zhan_2（）中，这里就不指出，详细过程见附录。最后，出于对本设计科学方面计算实现说明的目的，我们举出了程序中，在这部分中最为核心的代码，也就是在进行表达式计算时，调用的函数void clickTrigJing_zhan_IO() 如下：void calculate:clickTrigJing_zhan_IO(QStringList &ArrayPro,bool &trigBian_lian,QString Jing_zhan_,QString Jing_zhan_sign) if(Jing_zhan_Expression=true) if(trigBian_