核心Java基础书籍
这些书籍是学习Java GUI编程和事件处理机制的基石,理解了它们,计算器的核心逻辑就掌握了大半。

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《Java核心技术 卷I:基础知识》(Core Java, Volume I: Fundamentals)
- 作者: Cay S. Horstmann
- 简介: 这本书是Java学习的经典之作,其中关于Swing或JavaFX(取决于版本)的章节详细讲解了如何创建GUI组件(如
JButton,JTextField,JPanel)、如何进行布局管理以及最重要的——事件处理(ActionListener),设计计算器的界面和按钮响应逻辑,这本书是绝佳的参考。
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《Java Swing开发实战详解》
- 作者: 张龙 等
- 简介: 如果您想更专注于Swing,这本书提供了非常详尽的实例和讲解,它深入探讨了各种Swing组件的用法、事件分发机制以及自定义绘制等高级主题,非常适合用来构建一个功能完善、界面美观的计算器。
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《Java编程思想》(Thinking in Java)
- 作者: Bruce Eckel
- 简介: 这本书以“如何像专家一样思考”而闻名,在GUI设计部分,它不仅讲解了技术细节,更重要的是阐述了面向对象的设计思想,如何将计算器的按钮、显示器、计算引擎设计成独立的类,并让它们协同工作,这本书能给你带来深刻的启发。
GUI与设计模式相关书籍
将计算器设计提升到软件工程层面的关键在于应用设计模式。

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《Java GUI程序设计(第2版)》
- 作者: 孔璐 等
- 简介: 这本书系统地介绍了Java GUI开发的各个方面,包括事件处理、绘图、多线程在GUI中的应用等,对于实现计算器的一些高级功能(如历史记录、科学计算)很有帮助。
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《Head First 设计模式》(Head First Design Patterns)
- 作者: Eric Freeman, Elisabeth Robson 等
- 简介: 强烈推荐! 计算器是学习设计模式的绝佳案例。
- 命令模式: 将每个按钮(如, , )的操作封装成独立的命令对象,这使得添加新功能(如开方、sin)变得非常容易,符合“开闭原则”。
- 策略模式: 可以设计不同的“计算策略”,例如一个处理基本四则运算,另一个处理科学运算,让计算器可以动态切换算法。
- MVC模式: 将计算器分为模型(计算逻辑)、视图(界面)和控制器(事件处理),使代码结构清晰,易于维护和扩展。
- 状态模式: 当计算器处于不同的状态(如等待第一个操作数、等待第二个操作数、等待等号按下)时,其行为是不同的,状态模式可以优雅地管理这些状态转换逻辑。
在线教程与文档
动手实践时,在线资源是最直接的参考。
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Oracle 官方 Java 文档
- 链接: https://docs.oracle.com/en/java/javase/
- 简介: 这是Java的“圣经”,所有Swing (
javax.swing) 和JavaFX (javafx) 组件的API文档都在这里,当你不确定某个方法(如JButton.setText()或JTextField.setEditable())的具体用法时,查阅官方文档是最权威的方式。
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Runoob (菜鸟教程) - Java Swing 教程
- 链接: https://www.runoob.com/java/java-swing-tutorial.html
- 简介: 提供了Swing基础组件的简明教程和代码示例,非常适合快速入门和查找特定组件的实现方法。
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GeeksforGeeks - Java Calculator
- 链接: https://www.geeksforgeeks.org/java-program-to-make-a-simple-calculator-using-switch-case/
- 简介: 提供了从简单到复杂的多个Java计算器实现示例,包括使用
switch-case和使用MVC架构的版本,代码注释清晰,是很好的参考。
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GitHub - 开源计算器项目
- 链接: https://github.com/topics/java-calculator
- 简介: 在GitHub上搜索 "java calculator",你可以找到大量开源项目,通过阅读他人的代码,你可以学习到不同的实现思路、代码风格和项目结构,这是提升实战能力的最佳途径。
学术论文与期刊(进阶参考)
对于本科生或研究生级别的课程设计,查阅相关论文可以提升设计的理论深度和创新性。
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主题: "基于MVC模式的设计与实现"、"面向对象的可视化编程工具研究"
- 数据库: 中国知网、万方数据、IEEE Xplore、ACM Digital Library
- 简介: 搜索这些关键词,你可以找到大量关于如何使用MVC等现代设计模式来构建复杂GUI应用程序的学术论文,这些论文通常会分析现有设计的不足,并提出改进方案,你可以借鉴其思想来优化自己的计算器设计,例如加入撤销/重做功能、表达式解析等。
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主题: "GUI事件处理机制"、"软件架构模式在小型工具中的应用"
- 简介: 这类论文能帮助你从底层理解事件驱动的编程模型,以及为什么设计模式对于构建可维护的软件至关重要。
设计思路与功能扩展建议
除了参考文献,这里提供一些设计计算器时的关键思路和可以扩展的功能:
核心设计要点:
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分离关注点:
- 视图: 负责显示,包括
JFrame主窗口、JPanel面板、JButton按钮、JTextField显示屏,它只负责展示和接收用户输入。 - 控制器: 负责逻辑,实现
ActionListener接口,当按钮被点击时,它捕获事件,并根据事件类型(数字、运算符、功能键)调用模型的方法。 - 模型: 负责数据和计算,维护当前输入的数字、上一个数字、运算符等状态,并执行实际的数学运算,它完全不知道视图和控制器的存在。
- 视图: 负责显示,包括
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事件处理模型:
- 为每个按钮添加一个
ActionListener,在一个统一的actionPerformed方法中,通过getSource()或ActionCommand来区分是哪个按钮被点击,然后执行相应操作。
- 为每个按钮添加一个
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状态管理:
- 计算器是有状态的,在用户输入
3 + 5之后,系统需要知道3是第一个操作数,是运算符,5是第二个操作数,可以用一个enum来定义状态机,如INPUT_FIRST_NUMBER,INPUT_OPERATOR,INPUT_SECOND_NUMBER。
- 计算器是有状态的,在用户输入
功能扩展方向:
- 基础计算器: 实现四则运算(, , , )、小数点、正负号切换、清空、退格。
- 科学计算器: 添加
sin,cos,tan,log,ln,x^y, , ,e等函数。 - 高级功能:
- 历史记录: 将每次计算的表达式和结果保存下来,并显示在界面上。
- 内存功能: 实现
MC(Memory Clear),MR(Memory Recall),MS(Memory Store),M+(Memory Add)。 - 表达式解析: 允许用户输入一整个字符串如
(3 + 5) * 2 - 1,然后一次性计算结果,这需要使用表达式解析器,如可以使用第三方库 exp4j 或自己实现一个简单的递归下降解析器。 - 主题切换: 实现浅色/深色模式,或多种皮肤。
- 单元测试: 为模型中的计算逻辑编写JUnit测试用例,确保计算的准确性。
希望这份详细的参考文献和设计指南能对您有所帮助!祝您设计顺利!
