用 Android Studio 从零开发一个多功能计算器应用

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简介

计算器是每个学习 Android 开发者必经的经典项目之一。本篇文章将带你创建一个功能更强大的计算器应用，支持基本的加减乘除运算、带小数点的输入以及更多操作符功能。通过这个项目，你将全面掌握 Android 的布局设计、事件处理和逻辑实现技巧。

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一、功能设计

基础功能

1. 支持基本运算：加、减、乘、除。
2. 支持小数点输入：可以输入和计算小数。
3. 实时显示结果：输入数字和符号后立即显示计算结果。

进阶功能

1. 清除功能：重置当前计算状态。
2. 百分比运算：支持百分比的简单操作。
3. 正负号切换：支持正负数输入。

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二、项目创建与布局设计

1. 创建新项目

• 打开 Android Studio，点击 New Project。
• 选择 Empty Activity 模板，命名项目为 AdvancedCalculator。
• 选择编程语言为 Java 或 Kotlin。

2. 布局设计

打开 res/layout/activity_main.xml 文件，设计用户界面。

完整布局代码：

<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:padding="16dp">

    <!-- 显示屏 -->
    <TextView
        android:id="@+id/tvDisplay"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:gravity="end"
        android:padding="16dp"
        android:text="0"
        android:textSize="36sp"
        android:background="#E0E0E0"
        android:layout_marginBottom="16dp" />

    <!-- 按钮区域 -->
    <GridLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:columnCount="4"
        android:rowCount="5"
        android:padding="8dp">

        <!-- 第一行 -->
        <Button android:id="@+id/btnClear" android:text="C" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnSign" android:text="+/-" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnPercent" android:text="%" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnDivide" android:text="/" style="@style/CalcButton"/>

        <!-- 第二行 -->
        <Button android:id="@+id/btn7" android:text="7" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btn8" android:text="8" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btn9" android:text="9" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnMultiply" android:text="×" style="@style/CalcButton"/>

        <!-- 第三行 -->
        <Button android:id="@+id/btn4" android:text="4" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btn5" android:text="5" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btn6" android:text="6" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnSubtract" android:text="-" style="@style/CalcButton"/>

        <!-- 第四行 -->
        <Button android:id="@+id/btn1" android:text="1" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btn2" android:text="2" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btn3" android:text="3" style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnAdd" android:text="+" style="@style/CalcButton"/>

        <!-- 第五行 -->
        <Button android:id="@+id/btn0" android:text="0" style="@style/CalcButton" android:layout_columnSpan="2"/>
        <Button android:id="@+id/btnDot" android:text="." style="@style/CalcButton"/>
        <Button android:id="@+id/btnEquals" android:text="=" style="@style/CalcButton"/>
    </GridLayout>
</LinearLayout>

样式：

<style name="CalcButton">
    <item name="android:layout_width">0dp</item>
    <item name="android:layout_height">wrap_content</item>
    <item name="android:layout_gravity">center</item>
    <item name="android:layout_weight">1</item>
    <item name="android:textSize">18sp</item>
    <item name="android:padding">16dp</item>
</style>

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三、实现功能逻辑

1. 声明变量

在 MainActivity.java 中，定义需要的变量：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView tvDisplay;
    private double firstOperand = 0;
    private double secondOperand = 0;
    private String operator = "";
    private boolean isNewInput = true;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        tvDisplay = findViewById(R.id.tvDisplay);
        setupListeners();
    }
}

2. 设置按钮监听事件

为每个按钮绑定点击事件：

private void setupListeners() {
    findViewById(R.id.btn0).setOnClickListener(v -> appendNumber("0"));
    findViewById(R.id.btn1).setOnClickListener(v -> appendNumber("1"));
    findViewById(R.id.btn2).setOnClickListener(v -> appendNumber("2"));
    findViewById(R.id.btn3).setOnClickListener(v -> appendNumber("3"));
    findViewById(R.id.btn4).setOnClickListener(v -> appendNumber("4"));
    findViewById(R.id.btn5).setOnClickListener(v -> appendNumber("5"));
    findViewById(R.id.btn6).setOnClickListener(v -> appendNumber("6"));
    findViewById(R.id.btn7).setOnClickListener(v -> appendNumber("7"));
    findViewById(R.id.btn8).setOnClickListener(v -> appendNumber("8"));
    findViewById(R.id.btn9).setOnClickListener(v -> appendNumber("9"));

    findViewById(R.id.btnAdd).setOnClickListener(v -> setOperator("+"));
    findViewById(R.id.btnSubtract).setOnClickListener(v -> setOperator("-"));
    findViewById(R.id.btnMultiply).setOnClickListener(v -> setOperator("*"));
    findViewById(R.id.btnDivide).setOnClickListener(v -> setOperator("/"));

    findViewById(R.id.btnDot).setOnClickListener(v -> appendNumber("."));
    findViewById(R.id.btnEquals).setOnClickListener(v -> calculate());
    findViewById(R.id.btnClear).setOnClickListener(v -> clearAll());
    findViewById(R.id.btnSign).setOnClickListener(v -> toggleSign());
    findViewById(R.id.btnPercent).setOnClickListener(v -> applyPercent());
}

3. 数字和操作符逻辑

数字输入：

private void appendNumber(String number) {
    if (isNewInput) {
        tvDisplay.setText("");
        isNewInput = false;
    }
    tvDisplay.append(number);
}

设置操作符：

private void setOperator(String op) {
    firstOperand = Double.parseDouble(tvDisplay.getText().toString());
    operator = op;
    isNewInput = true;
}

4. 计算结果

private void calculate() {
    secondOperand = Double.parseDouble(tvDisplay.getText().toString());
    double result = 0;

    switch (operator) {
        case "+":
            result = firstOperand + secondOperand;
            break;
        case "-":
            result = firstOperand - secondOperand;
            break;
        case "*":
            result = firstOperand * secondOperand;
            break;
        case "/":
            if (secondOperand != 0) {
                result = firstOperand / secondOperand;
            } else {
                tvDisplay.setText("Error");
                return;
            }
            break;
    }

    tvDisplay.setText(String.valueOf(result));
    isNewInput = true;
}

5. 清除功能

private void clearAll() {
    firstOperand = 0;
    secondOperand = 0;
    operator = "";
    tvDisplay.setText("0");
    isNewInput = true;
}

6. 其他功能

百分比：

private void applyPercent() {
    double current = Double.parseDouble(tvDisplay.getText().toString());
    tvDisplay.setText(String.valueOf(current / 100));
    isNewInput = true;
}

**正负号

切换：**

private void toggleSign() {
    double current = Double.parseDouble(tvDisplay.getText().toString());
    tvDisplay.setText(String.valueOf(-current));
}

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四、运行与测试

1. 运行项目

   点击 Android Studio 的 Run 按钮，在模拟器或真实设备上测试应用。

2. 测试功能

   验证加减乘除、百分比、正负切换等功能是否正确。

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五、总结

通过本文的项目开发，你学习了以下内容：

1. 使用 Android Studio 创建用户界面。
2. 在 Android 中处理按钮点击事件。
3. 实现计算器的核心逻辑，包括实时计算和错误处理。

扩展这个项目，你可以添加更多高级功能，如历史记录、科学计算模式等。继续尝试，相信你会开发出更复杂、更实用的应用！