基于OOP技術的計算器設計

PAGE32-基于OOP技術的計算器設計摘要：OOP編程技術以其良好的共享性、可維持性被逐步廣泛采用。本文以OOP技術理念，采用OOP方法，利用VisualC++6.0集成開發(fā)工具，制作了一個簡易計算器。為深入理解OOP概念，熟練操作開發(fā)環(huán)境作了有益的嘗試。關鍵詞：OOPVC＋＋類目錄1引言 -1-1.1OOP概念 -1-1.2VisualC++6.0簡介 -1-2系統(tǒng)目標 -1-2.1良好的人機界面 -1-2.2需要實現(xiàn)的功能 -2-2.3使用面向對象技術 -2-3程序功能與結構 -2-3.1系統(tǒng)功能分析 -2-3.1.1加、減、乘、除四則運算 -2-3.1.2三角函數運算 -2-4系統(tǒng)實現(xiàn) -2-4.1開發(fā)平臺的確定 -2-4.2應用程序設計 -2-4.2.1、整體思路 -2-4.2.2、CCalculatorDlg類的設計 -3-4.2.3重要功能的代碼分析 -6-5程序源代碼（部分） -11-5.1CalculatorDlg類定義單元 -11-5.2CalculatorDlg類實現(xiàn)單元 -14-6程序調試 -29-7結論 -29-參考文獻： -29-

1引言1.1OOP概念OOP（ObjectOrientedProgramming）即面向對象程序設計，是通過為數據和代碼建立分塊的內存區(qū)域，以便提供對程序進行模塊化的一種程序設計方法，這些模塊可以被用作樣板，在需要時再建立其副本。面向對象是將世界看成是由一組彼此相關并能相互通信的實體即對象組成的。程序中的對象映射現(xiàn)實世界中對象。在面向對象的程序中，對象之間只能通過函數調用相互通信。本文通過設計制作一個簡易計算器來實踐面向對象程序設計方法。1.2VisualC++6.0簡介VisualC++6.0是微軟公司推出的開發(fā)Win32應用程序的、面向對象的可視化集成工具，環(huán)境提供了功能強大的MFC（MicrosoftFoundationClasses）類庫。MFC是微軟提供的,用于在C++環(huán)境下編寫應用程序的一個框架和引擎，是一個很大的C++類層次結構，其中封裝了大量的類及其函數，很多Windows程序所共有的標準內容可以由MFC的類來提供，MFC類為這些內容提供了用戶接口的標準實現(xiàn)方法，程序員所要做的就是通過預定義的接口把具體應用程序特有的東西填入這個輪廓，這將簡化編程工作，大大的減少程序員編寫的代碼數量，使編程工作變得更加輕松容易。本設計利用集成環(huán)境的MFCApp向導來生成程序主框架，大大提高了開發(fā)效率。2系統(tǒng)目標2.1良好的人機界面為使操作簡潔，用戶易學易用，便于人機交互，程序采用如圖一所視GUI界面。圖一運行界面2.2需要實現(xiàn)的功能1.四則運算作為計算器的最基本功能必需具備，要完整支持小數操作。2.在日常工作中，要經常進行三角函數運算，因此程序要有基本的三角函數運算功能。3.用戶使用計算器時，都習慣用數字鍵區(qū)操作，程序除使用鼠標操作外，要能接收鍵盤輸入以實現(xiàn)四則運算。2.3使用面向對象技術OOP技術是C＋＋的靈魂，整個設計要能較好的體現(xiàn)C＋＋的技術特性。3程序功能與結構3.1系統(tǒng)功能分析3.1.1加、減、乘、除四則運算1.操作數的輸入。2.實現(xiàn)指定的四則運算。3.結果的顯示。包括輸入操作數、運算結果、及出錯信息的顯示3.1.2三角函數運算1.操作數的輸入。2.實現(xiàn)指定的三角函數運算。3.結果的顯示。包括輸入操作數、運算結果及出錯信息的顯示4系統(tǒng)實現(xiàn)4.1開發(fā)平臺的確定微軟的MicrosoftVC++6.0集成開發(fā)環(huán)境全面支持OOP編程，并且有強大的MFC，是目前比較流行的C＋＋開發(fā)環(huán)境，本設計選用MicrosoftVC++6.0作為編程環(huán)境。4.2應用程序設計4.2.1、整體思路1、本程序界面相對較為簡單，從CDialog類直接派生出計算器對話框類CCalculatorDlg。2、在IDD_CALCULATOR_DIALOG對話框上添加操作控件，作為人機交互。3、實現(xiàn)CCalculatorDlg類。4.2.2、CCalculatorDlg類的設計1、通過MFCAppWizard(EXE)新建一個基于對話框的工程，工程名為：Calculator，向導會生成CAboutDlg,CCalculatorApp,CCalculatorDlg三個類，并自動添加初始代碼，此時的CCalculatorDlg類骨架已由系統(tǒng)生成，下段將按我們的功能要求來逐步完善這個類。2、將對話框IDD_CALCULATOR_DIALOG按照計算器界面要求進行布局。圖二界面布局3、定義程序操作狀態(tài)中用到的數據類型；①在計算器四則運算中，運算操作主要有加、減、乘、除。//運算類型enumOperator {OpNone,OpAdd,OpSubtract,OpMultiply,OpDivide};②常用的三角函數運算有正弦、余弦、正切等，其他函數主要有對數、階乘等。//函數類型enumFunc {FuncSin,FuncTan,FuncCos,FuncSqrt,FuncSqre,FuncLn,FuncLog,FuncN,FuncRec,FuncExp,FuncNone};③四則運算中存在的錯誤主要是除零等。//運算錯誤類型enumCalcError {ErrNone,ErrDivideByZero};

4、在CCalculatorDlg類中添加成員變量及方法。根據類封裝性要求，成員盡量定義為私有類型。圖三CCalculatorDlg類定義為Edit編輯框及角度選框按鈕添加成員變量m_result,m_iDegree，以進行界面與數據交互。圖四添加成員變量

系統(tǒng)自動生成的代碼如下所示圖五生成的成員變量在類CCalculatorDlg構造函數中初始化各變量圖六CCalculatorDlg類構造函數在BOOLCCalculatorDlg::OnInitDialog()方法中加入如下代碼圖七對話框初始化

4.2.3重要功能的代碼分析1.運算操作數輸入voidCCalculatorDlg::OnOperandInput(UINTnID)圖八操作數輸入方法方法根據數字0-9按鈕的ID號，將其轉換成操作數。2.顯示結果方法voidCCalculatorDlg::UpdateDisplay()圖九更新顯示方法先將要顯示的內容賦給成員變量m_result，再調用UpdateData（FALSE）函數，將m_result的內容在Edit編輯框中顯示出來。3.函數運算過程voidCCalculatorDlg::Run_Func()圖十函數運算方法類成員函數根據成員變量m_func的內容，選擇不同的分支執(zhí)行，最后調用UpdateDisplay()將執(zhí)行結果進行顯示。4.四則運算過程voidCCalculatorDlg::Calculate()圖十一四則運算方法方法根據成員變量m_operator中的內容，選擇不同的操作進行運算，最后調用UpdateDisplay()方法，進行結果顯示。5.鍵盤輸入的實現(xiàn)⑴插入一個新的Accelerator到資源里，將鍵盤與對應的響應控件關聯(lián)圖十二添加Accelerator資源

⑵

在類CCalculatorDlg中進行聲明：圖十三申明資源⑶

在類CCalculatorDlg構造函數中初始化m_hAccel。圖十四資源初始化⑷重載類CCalculatorDlg的PreTranslateMessage函數圖十五重載PreTranslateMessage函數

⑸在類CCalculatorDlg中加入消息處理方法定義圖十六定義消息⑹在類CCalculatorDlg實現(xiàn)中，加入如下代碼：圖十七鍵盤輸入處理方法方法根據按鍵來選擇執(zhí)行分支，完成不同的運算。5程序源代碼（部分）5.1CalculatorDlg類定義單元//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////文件名：CalculatorDlg.h//功能：定義CalculatorDlg類//程序設計：楊斌峰//編碼時間：2008/10/12////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////#if!defined(AFX_CALCULATORDLG_H__8F15023D_4EA7_11D3_860D_A73AED693C48__INCLUDED_)#defineAFX_CALCULATORDLG_H__8F15023D_4EA7_11D3_860D_A73AED693C48__INCLUDED_#if_MSC_VER>1000#pragmaonce#endif//_MSC_VER>1000//運算類型enumOperator {OpNone,OpAdd,OpSubtract,OpMultiply,OpDivide};//函數類型enumFunc {FuncSin,FuncTan,FuncCos,FuncSqrt,FuncSqre,FuncLn,FuncLog, FuncN,FuncRec,FuncExp,FuncNone};//運算錯誤類型enumCalcError {ErrNone,ErrDivideByZero};#definePI3.1415926//定義π值classCCalculatorDlg:publicCDialog{private:doublem_dOperand;//操作數 doublem_dTempOperand;//操作數或結果暫存 BOOLm_bDecimally;//小數標志 doublem_dRatio;//小數倍率 doublem_dDegToRad;//角度轉弧度 Operatorm_operator;//操作類型{OpNone,OpAdd,OpSubtract,OpMultiply,OpDivide} Funcm_func;//當前函數 CalcErrorm_errorState;//出錯類型 BOOLm_bOperandAvail;//操作數可用標志 voidCalculate();//四則運算 voidRun_Func();//函數計算 voidUpdateDisplay();//更新顯示內容protected: HICONm_hIcon; HACCELm_hAccel;//資源申明 //Generatedmessagemapfunctions //{{AFX_MSG(CCalculatorDlg) virtualBOOLOnInitDialog(); afx_msgvoidOnSysCommand(UINTnID,LPARAMlParam); afx_msgvoidOnPaint(); afx_msgHCURSOROnQueryDragIcon(); afx_msgvoidOnOperandInput(UINTnID); afx_msgvoidOnAdd(); afx_msgvoidOnMinus(); afx_msgvoidOnDivid(); afx_msgvoidOnMultiply(); afx_msgvoidOnEqual(); afx_msgvoidOnSqrt(); afx_msgvoidOnSign(); afx_msgvoidOnReciprocal(); afx_msgvoidOnPoint(); afx_msgvoidOnClear();afx_msgBOOLKeyboard(LPCTSTRszButton); afx_msgvoidOnLog(); afx_msgvoidOnLn(); afx_msgvoidOnFactorial(); afx_msgvoidOnExp(); afx_msgvoidOnSin(); afx_msgvoidOnSquar(); afx_msgvoidOnTan(); afx_msgvoidOnDegree(); afx_msgvoidOnRad(); afx_msgvoidOnCos(); //}}AFX_MSG DECLARE_MESSAGE_MAP()public: CCalculatorDlg(CWnd*pParent=NULL); //standardconstructor //DialogData //{{AFX_DATA(CCalculatorDlg) enum{IDD=IDD_CALCULATOR_DIALOG}; CString m_result;//待顯示字符串 int m_iDegree; //}}AFX_DATA //ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides //{{AFX_VIRTUAL(CCalculatorDlg) public: virtualBOOLPreTranslateMessage(MSG*pMsg); protected: virtualvoidDoDataExchange(CDataExchange*pDX); //DDX/DDVsupport //}}AFX_VIRTUAL//Implementation};//{{AFX_INSERT_LOCATION}}//MicrosoftVisualC++willinsertadditionaldeclarationsimmediatelybeforethepreviousline.#endif//!defined(AFX_CALCULATORDLG_H__8F15023D_4EA7_11D3_860D_A73AED693C48__INCLUDED_)5.2CalculatorDlg類實現(xiàn)單元//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////文件名：CalculatorDlg.cpp//功能：CalculatorDlg類實現(xiàn)//程序設計：楊斌峰//編碼時間：2008/10/12////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////#include"stdafx.h"#include"Calculator.h"#include"CalculatorDlg.h"#include"math.h"#ifdef_DEBUG#definenewDEBUG_NEW#undefTHIS_FILEstaticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;#endif///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////CAboutDlgdialogusedforAppAboutclassCAboutDlg:publicCDialog{public: CAboutDlg();//DialogData //{{AFX_DATA(CAboutDlg) enum{IDD=IDD_ABOUTBOX}; //}}AFX_DATA //ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides //{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg) protected: virtualvoidDoDataExchange(CDataExchange*pDX);//DDX/DDVsupport //}}AFX_VIRTUAL//Implementationprotected: //{{AFX_MSG(CAboutDlg) //}}AFX_MSG DECLARE_MESSAGE_MAP()};CAboutDlg::CAboutDlg():CDialog(CAboutDlg::IDD){ //{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_INIT}voidCAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange*pDX){ CDialog::DoDataExchange(pDX); //{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg) //}}AFX_DATA_MAP}BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg,CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg) //Nomessagehandlers //}}AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP()///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////CCalculatorDlgdialogCCalculatorDlg::CCalculatorDlg(CWnd*pParent/*=NULL*/) :CDialog(CCalculatorDlg::IDD,pParent){ //{{AFX_DATA_INIT(CCalculatorDlg) m_result=_T("");//運算結果屬性 m_iDegree=-1;//角度弧度指示屬性 //}}AFX_DATA_INIT //NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32 m_hIcon=AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME); m_hAccel=LoadAccelerators(AfxGetInstanceHandle(),MAKEINTRESOURCE(IDD)); m_dDegToRad=(2*PI)/360;//初始時為角度，1角度相當于(2*PI)/360弧度 m_dRatio=0.1;//小數輸入時初始倍率 m_bDecimally=false;//非小數 m_errorState=ErrNone;//運算無錯誤 m_bOperandAvail=FALSE;//操作數不可用 m_operator=OpNone;//運算不可用}voidCCalculatorDlg::DoDataExchange(CDataExchange*pDX){ CDialog::DoDataExchange(pDX); //{{AFX_DATA_MAP(CCalculatorDlg) DDX_Text(pDX,IDC_DISPLAY,m_result); DDX_Radio(pDX,IDC_DEGREE,m_iDegree); //}}AFX_DATA_MAP}BEGIN_MESSAGE_MAP(CCalculatorDlg,CDialog) //{{AFX_MSG_MAP(CCalculatorDlg) ON_WM_SYSCOMMAND() ON_WM_PAINT() ON_WM_QUERYDRAGICON() ON_COMMAND_RANGE(IDC_0,IDC_9,OnOperandInput) ON_BN_CLICKED(IDC_ADD,OnAdd) ON_BN_CLICKED(IDC_MINUS,OnMinus) ON_BN_CLICKED(IDC_DIVID,OnDivid) ON_BN_CLICKED(IDC_MULTIPLY,OnMultiply) ON_BN_CLICKED(IDC_EQUAL,OnEqual) ON_BN_CLICKED(IDC_SQRT,OnSqrt) ON_BN_CLICKED(IDC_SIGN,OnSign) ON_BN_CLICKED(IDC_RECIPROCAL,OnReciprocal) ON_BN_CLICKED(IDC_POINT,OnPoint) ON_BN_CLICKED(IDC_CLEAR,OnClear) ON_BN_CLICKED(IDC_LOG,OnLog) ON_BN_CLICKED(IDC_LN,OnLn) ON_BN_CLICKED(IDC_FACTORIAL,OnFactorial) ON_BN_CLICKED(IDC_EXP,OnExp) ON_BN_CLICKED(IDC_SIN,OnSin) ON_BN_CLICKED(IDC_SQUAR,OnSquar) ON_BN_CLICKED(IDC_TAN,OnTan) ON_BN_CLICKED(IDC_DEGREE,OnDegree) ON_BN_CLICKED(IDC_RAD,OnRad) ON_BN_CLICKED(IDC_COS,OnCos) //}}AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP()///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////CCalculatorDlgmessagehandlersBOOLCCalculatorDlg::OnInitDialog(){ CDialog::OnInitDialog(); //Add"About..."menuitemtosystemmenu. //IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange. ASSERT((IDM_ABOUTBOX&0xFFF0)==IDM_ABOUTBOX); ASSERT(IDM_ABOUTBOX<0xF000); CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu(FALSE); if(pSysMenu!=NULL) { CStringstrAboutMenu; strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX); if(!strAboutMenu.IsEmpty()) { pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR); pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu); } } //Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically //whentheapplication'smainwindowisnotadialog SetIcon(m_hIcon,TRUE); //Setbigicon SetIcon(m_hIcon,FALSE); //Setsmallicon //TODO:Addextrainitializationhere m_result="0.";//初始顯示內容 m_iDegree=0;//角度單選框選中 UpdateData(FALSE);//變量到控件 returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol}voidCCalculatorDlg::OnSysCommand(UINTnID,LPARAMlParam){ if((nID&0xFFF0)==IDM_ABOUTBOX) { CAboutDlgdlgAbout; dlgAbout.DoModal(); } else { CDialog::OnSysCommand(nID,lParam); }}//Ifyouaddaminimizebuttontoyourdialog,youwillneedthecodebelow//todrawtheicon.ForMFCapplicationsusingthedocument/viewmodel,//thisisautomaticallydoneforyoubytheframework.voidCCalculatorDlg::OnPaint(){ if(IsIconic()) { CPaintDCdc(this);//devicecontextforpainting SendMessage(WM_ICONERASEBKGND,(WPARAM)dc.GetSafeHdc(),0); //Centericoninclientrectangle intcxIcon=GetSystemMetrics(SM_CXICON); intcyIcon=GetSystemMetrics(SM_CYICON); CRectrect; GetClientRect(&rect); intx=(rect.Width()-cxIcon+1)/2; inty=(rect.Height()-cyIcon+1)/2; //Drawtheicon dc.DrawIcon(x,y,m_hIcon); } else { CDialog::OnPaint(); }}//Thesystemcallsthistoobtainthecursortodisplaywhiletheuserdrags//theminimizedwindow.HCURSORCCalculatorDlg::OnQueryDragIcon(){ return(HCURSOR)m_hIcon;}voidCCalculatorDlg::OnOperandInput(UINTnID){// ASSERT(nID>=IDC_0&&nID<=IDC_9); if(m_errorState!=ErrNone)//有錯誤返回 return; if(m_func!=FuncNone)//進行函數運算 { m_func=FuncNone; Calculate(); } if(!m_bOperandAvail)//操作數不可用 m_dOperand=0;if(!m_bDecimally)//輸入非小數操作數 m_dOperand=m_dOperand*10+(nID-IDC_0); else { m_dOperand=m_dOperand+(nID-IDC_0)*m_dRatio; m_dRatio*=0.1; } m_bOperandAvail=TRUE;//操作數可用 UpdateDisplay();}voidCCalculatorDlg::Calculate(){ if(m_errorState!=ErrNone)//出錯則返回 return; if(m_bOperandAvail)//當操作數可用時，判斷運算類型 { switch(m_operator) { caseOpNone://無運算 m_dTempOperand=m_dOperand; break; caseOpMultiply://乘 m_dTempOperand*=m_dOperand; break; caseOpDivide://除 if(m_dOperand==0) m_errorState=ErrDivideByZero; else m_dTempOperand/=m_dOperand; break; caseOpAdd://加 m_dTempOperand+=m_dOperand; break; caseOpSubtract://減 m_dTempOperand-=m_dOperand; } } m_bOperandAvail=FALSE;//運算一次完成后，操作數不可用 m_bDecimally=FALSE; m_dRatio=0.1; UpdateDisplay();//更新顯示方法}voidCCalculatorDlg::UpdateDisplay(){ if(GetSafeHwnd()==NULL) return; if(m_errorState==ErrDivideByZero) m_result="除數不能為零"; else { doublelVal=m_bOperandAvail?m_dOperand:m_dTempOperand; m_result.Format(_T("%f"),lVal); inti=m_result.GetLength(); while(m_result.GetAt(i-1)=='0') { m_result.Delete(i-1,1); i--; } } UpdateData(FALSE);}//鍵盤輸入處理方法BOOLCCalculatorDlg::Keyboard(LPCTSTRszButton){ switch(szButton[0]) { case'c': case'C': OnClear(); break; case'/': OnDivid(); break; case'+': OnAdd(); break; case'-': OnMinus(); break; case'*': OnMultiply(); break; case'=': caseVK_RETURN://回車鍵 OnEqual(); break; case'.': OnPoint(); break; default://0～9數字鍵 if(szButton[0]>='0'&&szButton[0]<='9') { if(m_errorState!=ErrNone) returnFALSE; if(!m_bOperandAvail) m_dOperand=0; m_dOperand=m_dOperand*10+szButton[0]-'0'; m_bOperandAvail=TRUE; UpdateDisplay(); } else returnFALSE; break; } returnTRUE;}voidCCalculatorDlg::OnAdd()//加運算{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere Calculate(); m_operator=OpAdd;}voidCCalculatorDlg::OnMinus()//減運算{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere Calculate(); m_operator=OpSubtract;}voidCCalculatorDlg::OnDivid()//除運算{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere Calculate(); m_operator=OpDivide;}voidCCalculatorDlg::OnMultiply()//乘運算{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere Calculate(); m_operator=OpMultiply;}voidCCalculatorDlg::OnEqual()//等于{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere Calculate(); m_operator=OpNone;}voidCCalculatorDlg::OnSign()//符號轉換{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_dOperand*=-1; UpdateDisplay();}voidCCalculatorDlg::OnSqrt(){ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodeherem_func=FuncSqrt; Run_Func();}voidCCalculatorDlg::OnReciprocal(){ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodeherem_func=FuncRec; Run_Func();}voidCCalculatorDlg::OnPoint()//小數{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_bDecimally=TRUE; UpdateDisplay();}voidCCalculatorDlg::OnClear()//清零{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_operator=OpNone; m_dOperand=0; m_dTempOperand=0; m_bOperandAvail=FALSE; m_errorState=ErrNone; m_dRatio=0.1; m_bDecimally=FALSE; UpdateDisplay();}BOOLCCalculatorDlg::PreTranslateMessage(MSG*pMsg){ if(m_hAccel!=NULL&&TranslateAccelerator(m_hWnd,m_hAccel,pMsg)) returnTRUE; returnCDialog::PreTranslateMessage(pMsg);}voidCCalculatorDlg::OnLog(){ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_func=FuncLog; Run_Func();}voidCCalculatorDlg::OnLn(){ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_func=FuncLn; Run_Func();}voidCCalculatorDlg::OnFactorial()//階乘{ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodeherem_func=FuncN; Run_Func();}voidCCalculatorDlg::OnExp(){ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_func=FuncExp; Run_Func();}voidCCalculatorDlg::OnSin(){ //TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodehere m_func=FuncSin; Run_