基于GUI的科学计算器设计.doc

课 程 论 文论文题目： 基于GUI的科学计算器设计 学 院： 0000000000000000000 学生姓名： 张0000000000000 学 号： 200000000000000000000 专业年级： 00000000000000000000000 课程名称： 工具软件 完成时间： 0000000000 成 绩： 教师签字： 0000000000 基于GUI的科学计算器设计摘要：随着信息技术的发展，数据变得越来越繁杂，所以计算器在我们日常生活学习中扮演越来越重要角色。本文基于MATLAB设计的GUI科学计算器，改进了以前功能较少的计算器，添加了平方求和、方差、均值、反三角函数、等常用数学运算。此科学计算器具有实用性强、功能强大、易操作、移植性好、占用资源少、执行效率高等优点。关键字：MTALAB； GUI； 科学计算器1.引言随着计算机科学和技术的发展,“计算的可视化”已成为科学计算的重要组成部分。与此同时数值计算软件的发展与成熟, 在强调数值计算方法的原理、思想和基本理论的同时, 适当淡化了算法的细节和繁杂的理论证明，并在一个通用的软件平台上开展。MATLAB 以强大的科学计算与可视化功能、简单易用、开放式可扩展环境，成为计算机辅助设计和分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。MATLAB 的附带功能图形用户界面（GUI）更具有友好性、直观性、易懂性的优点而被广泛应用。本文根据人们需要方便快捷，通俗易懂的原则，设计了一个科学计算器的图像用户界面，在GUI上实现了加减乘除、三角函数、反三角函数、进制转化、逻辑与或非运算、求和运算、求解方差和均值等常见基本数学运算功能。2.设计过程Matlab的程序设计较为简便，首先建立一个GUI工程，然后用可视化界面，设计出科学计算器的大致外观，为每一个按键设置预计的功能，然后就是将对应的函数写到框架生成的程序中，然后每个按键就可以实现对应的功能。GUI设计的概括流程图：建立边框和显示文本输入的编辑框（设定默认值）建立输出窗口建立响应按钮建立退出按钮建立GUI窗口（用句柄语言控制） 设计的GUI界面如下图所示：.总结及心得体会本文是借助Matlab设计的GUI来实现科学计算器的众多功能，实现过程较为简单。首先建立一个GUI工程，然后用可视化界面，设计出计算器的大致外观，为每一个按键设置预计的功能，然后就是将对应的函数写到框架生成的程序中，然后每个按键就可以实现对应的功能。在设计的过程中还是遇到很多的困难的，首先就是程序的问题，搭建出计算器的外观以后，生成的框架程序是一个看似非常杂乱的程序，每个按键对应什么功能根本看不出来，于是我在原来的工程中修改了每一个按键的名称。编程的过程中，主要就是对全局变量和句柄的控制，对相应的值赋值以后，要返回给主程序，然后就可以在static text中显示出来的。句柄是一个很重要的概念，基本所有的操作都是通过句柄实现的，MATLAB在创建每一个图形对象时，都为该对象分配唯一的一个值，称其为图形对象句柄(Handle)。句柄是图形对象的唯一标识符，不同对象的句柄不可能重复和混淆。例如：set(句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)，基本所有关联到图形操作的函数语句都是这样的格式：函数名（句柄，进行的操作），因此句柄是一个图形的名称，是对图形进行操作的媒介。本文设计的科学计算器具有实用性强、功能强大、易操作、移植性好、占用资源少、执行效率高等优点。但是，也存在不足的方面；（1）可视化界面没有达到最佳效果；（2）对于方差的求解只能求解数组类，不具连续性。以后还需要进一步完善和改进。通过这次Matlab的GUI实验设计，使我对matlab的操作与GUI界面设计有了更深一步的理解和认识，学习到了以前未曾了解的知识，使我受益良多，收获颇丰。最后，感谢冯老师这学期的授课，在此说声：谢谢！.参考文献【1】 常巍，谢光军，黄朝峰.MATLABR2007基础与提高.北京：电子工业出版社 2007.9【2】 刘卫国.MATLAB程序设计与应用第2版.北京：高等教育出版社，2006.7【3】 张德喜等.MATLAB程序设计与教程.北京：中国铁道出版社，2006.6【4】 韩旭里，万中，刘金山.数值分析与实验.北京：科学出版社，2006【5】 董氏虹，高志，余啸海. Matlab，工具箱原理与应用.北京:国防工业出版社，2004.【6】 秦襄培.matlab图像处理与界而编程宝典M.北京:电子工业出版社,2009.【7】 郑斌祥，席裕庚，杜秀花.Matlab曲线绘制J.自动化学报，2004, 41(1):41-43.【8】 范明，孟小峰.Matlabd的GUI设计M.北京:机械工业出版社，2001.【9】 史东辉，蔡庆牛，倪志伟等.基于GUI的图像绘制方法J.计算机研究与发展，2000,37(9) : 1094-1100.附 录科学计算器GUI设计的源代码：function varargout = jisuanqi4(varargin)gui_Singleton = 1;gui_State = struct(gui_Name, mfilename, . gui_Singleton, gui_Singleton, . gui_OpeningFcn, jisuanqi4_OpeningFcn, . gui_OutputFcn, jisuanqi4_OutputFcn, . gui_LayoutFcn, , . gui_Callback, );if nargin & ischar(varargin1) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin1);endif nargout varargout1:nargout = gui_mainfcn(gui_State, varargin:);else gui_mainfcn(gui_State, varargin:);end% End initialization code - DO NOT EDIT% - Executes just before jisuanqi4 is made visible.function jisuanqi4_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)handles.output = hObject;javaFrame = get(hObject,JavaFrame);javaFrame.setFigureIcon(javax.swing.ImageIcon(icon1.jpg);global opop=zeros(1,7);handles.exp= ;guidata(hObject, handles);function varargout = jisuanqi4_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout1 = handles.output;% - Executes on button press in num7.function num7_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=7;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num8_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=8;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 %计算状态、其他进制、长度小于20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num9_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=9;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 %计算状态、其他进制、长度小于20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num4_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=4;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num5_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=5;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num6_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=6;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num2_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=2;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num3_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=3;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num0_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=0;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num1_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=1;n=m .;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 if (a(1)&(a(2) set(handles.xianshi,string,n) else set(handles.xianshi,string,m) endelseif (a(1)&(a(2) %计算状态%十进制 if length(str)20 %数的长度小于20 if a(6) %小数 set(handles.xianshi,string,str m) else %整数 set(handles.xianshi,string,str(1:end-1) n) end endelseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3 5)=0 1;op=a;function num_fuhao_Callback(hObject, eventdata, handles)global opstr=get(handles.xianshi,string);if strcmp(str(1),-) set(handles.xianshi,string,str(2:end)elseif (op(1)&(op(2) set(handles.xianshi,string,- str)endop(3)=0;function dot_Callback(hObject, eventdata, handles)global opif isequal(op(1 2 6),0 0 0) %十进制整数 op(6)=1;endop(5)=1;function numb_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=B;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 set(handles.xianshi,string,m) a(5)=1;elseif length(str)7 d(i)=rem(abs(b),8); i=i+1; res=floor(abs(b)/8); end d(i)=res; c=sprintf(%d,fliplr(d);endfunction xy_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;if isequal(a(1 2),0 0) returnenda(5 6)=0 1;b=get(handles.xianshi,string);num=str2val(b,a);exp=handles.exp;if a(4) if a(3) exp(end)=; else a(3)=1; exp=exp num2str(num) ; endelse a(4)=0; set(handles.secndf,visible,off) set(handles.radiobutton1,enable,on) set(handles.radiobutton2,enable,on) set(handles.radiobutton3,enable,on) if a(3) exp(end)=(-1); else a(3)=1; exp=exp num2str(num) (-1); endenda(5)=0;op=a;handles.exp=exp;guidata(hObject,handles) function minus_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;b=get(handles.xianshi,string);num=str2val(b,a);exp=handles.exp;if a(3) exp(end)=-;else a(3)=1; exp=exp num2str(num) -;enda(3 5 7)=1 0 0;op=a;handles.exp=exp;guidata(hObject,handles);function multiply_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;b=get(handles.xianshi,string);num=str2val(b,a);exp=handles.exp;if a(3) exp(end)=*;else exp=exp num2str(num) *;enda(3 5 7)=1 0 0;op=a;handles.exp=exp;guidata(hObject,handles);function divide_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;b=get(handles.xianshi,string);num=str2val(b,a);exp=handles.exp;if a(3) exp(end)=/;else exp=exp num2str(num) /;enda(3 5 7)=1 0 0;op=a;handles.exp=exp;guidata(hObject,handles);function numa_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=A;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 set(handles.xianshi,string,m) a(5)=1;elseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3,6)=0 0;op=a;function numc_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=C;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 set(handles.xianshi,string,m) a(5)=1;elseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3,6)=0 0;op=a;function numd_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=D;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 set(handles.xianshi,string,m) a(5)=1;elseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3,6)=0 0;op=a;function nume_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=E;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 set(handles.xianshi,string,m) a(5)=1;elseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3,6)=0 0;op=a;function numf_Callback(hObject, eventdata, handles)global opm=F;a=op;str=get(handles.xianshi,string);if a(5)%初始状态 set(handles.xianshi,string,m) a(5)=1;elseif length(str)20 set(handles.xianshi,string,str m)enda(3,6)=0 0;op=a;function pi_val_Callback(hObject, eventdata, handles)set(handles.xianshi,string,3.14159265)% - Executes on button press in lgx.function lgx_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;if isequal(a(1 2),0 0) returnenda(5 6)=0 1;handles.exp= ;str=get(handles.xianshi,string);if a(4) try format short res=eval(sprintf(log10(%s),str); set(handles.xianshi,string,num2str(res,%7.3f) catch a(5)=0; set(handles.xianshi,string,运算错误！) endelse a(4)=0; set(handles.secndf,visible,off) set(handles.radiobutton1,enable,on) set(handles.radiobutton2,enable,on) set(handles.radiobutton3,enable,on) try format short res=eval(sprintf(10(%s),str); set(handles.xianshi,string,num2str(res,%7.3f) catch a(5)=0; set(handles.xianshi,string,运算错误！) endendop=a;guidata(hObject,handles) function lnx_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;if isequal(a(1 2),0 0) returnenda(5 6)=0 1;handles.exp= ;str=get(handles.xianshi,string);if a(4) try format short res=eval(sprintf(log(%s),str); set(handles.xianshi,string,num2str(res,%7.3f) catch a(5)=0; set(handles.xianshi,string,运算错误！) endelse a(4)=0; set(handles.secndf,visible,off) set(handles.radiobutton1,enable,on) set(handles.radiobutton2,enable,on) set(handles.radiobutton3,enable,on) try format short res=eval(sprintf(exp(%s),str); set(handles.xianshi,string,num2str(res,%7.3f) catch a(5)=0; set(handles.xianshi,string,运算错误！) endendop=a;guidata(hObject,handles) function log2x_Callback(hObject, eventdata, handles)global opa=op;if isequal(a(1 2),0 0) returnenda(5 6)=0 1;handles.exp= ;str=get(handles.xianshi,string);if a(4) try format short res=eval(sprintf(log2(%s),str); set(handles.xianshi,string,num2str(res,%7.3f) catch a(5)=0; set(handles.xianshi,string,运算错误！) endelse a(4)=0; set(handles.secndf,visible,off) set(handles.radiobutton1,enable,on) set(handles.radiobutton2,enable,on) set(handles.radiobutton3,enable,on) try format short res=eval(sprintf(2(%s)(%s),str); set(handles.xianshi,string,num2str(res,%7.3f) catch a(5)=0; set(handles.xianshi,string,运算错误！) endendop=a;guidata(hObject,handles) function onc_Callback(hObject, eventdata, handles)global op set(handles.secndf,visible,off,string,2ndF)set(handles.radiobutton1,enable,on)set(handles.radiobutton2,enable,on)set(handles.radiobutton3,enable,on)if isequal(op(1 2),0 0) set(handles.xianshi,string,0.)else set(handles.xianshi,string,0)endop(3:7)=0;set(han