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一、功能前言介绍
本程序实现了一个支持键盘和鼠标双模式操作的图形化简易计算器。界面采用经典的计算器布局，顶部为结果显示屏，下方为 5×4 的按钮矩阵，包含数字 0-9、小数点 .、四则运算符 + - * /、等号 =、清除键 C 以及退格键 ←。
核心特性：
- 双输入支持：既可以通过鼠标点击按钮，也可以通过键盘（包括主键盘区和小键盘区）直接输入，提升操作效率。
- 智能显示：结果若为整数则自动去掉小数部分（如 5.0 显示为 5），避免冗余的小数位。
- 防错处理：包含除以零检测、无效输入捕获（NumberFormatException），并通过弹窗提示用户。
- 输入优化：防止以 0 开头的多位数（如 012），但允许 0.x 形式的小数输入；退格键可逐位删除，删空后自动归零。
二、主要技术
| 技术点 | 说明 |
|---|---|
| Swing GUI 框架 | 使用 JFrame 作为主窗口，JTextField 作为显示屏，JButton 作为按钮，JPanel 作为按钮容器。 |
| 布局管理器 | 主窗口使用 BorderLayout（显示屏置北，按钮区居中）；按钮面板使用 GridLayout(5, 4, 5, 5) 实现规则的网格排列。 |
| 事件监听机制 | 实现 ActionListener 处理按钮点击事件；实现 KeyListener 捕获键盘按键，实现鼠标与键盘的统一命令处理。 |
| 统一命令处理 | 通过 processCommand(String) 方法将按钮点击和键盘输入统一路由，避免代码重复。 |
| 状态管理 | 使用 currentInput（当前输入）、operator（当前运算符）、result（运算结果）、startNewInput（是否开始新输入）四个状态变量控制计算逻辑。 |
| 异常处理 | 在 calculate() 中捕获 NumberFormatException 和除零错误，使用 JOptionPane 弹出错误对话框。 |
| 系统外观适配 | 通过 UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName()) 使界面风格跟随操作系统（Windows/macOS/Linux）。 |
| 窗口控制 | 手动设置窗口大小（320×420）、禁止调整大小（setResizable(false)）、窗口居中显示（setLocationRelativeTo(null)）。 |
三、核心命令路由：processCommand(String)
这是整个程序的中央调度器，所有按钮点击和键盘输入最终都汇聚到这里。
3.1 数字输入（0-9）
java
if (startNewInput) {
currentInput = ""; // 清空旧值
startNewInput = false;
}逻辑细节：
- 若当前显示为 "0" 且输入新数字，直接替换（避免 0123）
- 否则追加到末尾
3.2 小数点（.）
- 若刚启动新输入，自动补 "0."（如直接按 . 变成 0.）
- 若已含小数点则忽略重复输入
3.3 清除（C）
调用 reset()：所有状态归零，显示 "0"
3.4 退格（←）
- 长度 > 1：删除最后一位
- 长度 = 1：归零并设置 startNewInput = true
3.5 运算符（+ - * /）------ 关键逻辑
java
if (!operator.isEmpty()) {
calculate(); // 若已有挂起运算符，先结算上一轮
} else {
result = Double.parseDouble(currentInput); // 首次设左操作数
}
operator = command; // 记录新运算符
startNewInput = true; // 下次输入开始新数字支持连续运算：如输入 5 + 3 * 2 =，当按 * 时会先算 5+3=8，再以 8 为左操作数等待 2。
3.6 等号（=）
- 执行 calculate()
- 清空 operator，设置 startNewInput = true
- 结果保留在屏幕上，可继续基于该结果运算
四、 代码参考
4.1 构造函数：初始化计算器界面和组件
java
public SimpleCalculator() {
setTitle("简易计算器 - 支持键盘");
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
// setResizable(false);
// 显示屏
display = new JTextField("0");
display.setFont(new Font("Microsoft YaHei", Font.BOLD, 24));
display.setEditable(false);
display.setHorizontalAlignment(JTextField.RIGHT);
display.setFocusable(false); // 防止光标闪烁
add(display, BorderLayout.NORTH);
// 按钮面板
JPanel buttonPanel = new JPanel();
buttonPanel.setLayout(new GridLayout(5, 4, 5, 5));
String[] buttons = {
"C", "←", "/", "*",
"7", "8", "9", "-",
"4", "5", "6", "+",
"1", "2", "3", "=",
"0", ".", " ", " "
};
for (String text : buttons) {
JButton btn = new JButton(text);
btn.setFont(new Font("Microsoft YaHei", Font.PLAIN, 18));
btn.addActionListener(this);
if (text.equals(" ") || text.isEmpty()) {
btn.setEnabled(false);
}
buttonPanel.add(btn);
}
add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
// 启用键盘监听
setFocusable(true);
addKeyListener(this);
// pack(); // 自动计算大小
// 改为手动设置大小
setSize(320, 420); // 宽 320px，高 420px（适合 5x4 按钮布局）
setResizable(false); // 禁止用户调整大小（可选）
setLocationRelativeTo(null);// 然后居中
}4.2 统一处理命令（来自按钮点击或键盘输入）
java
// ==================== 核心命令处理逻辑 ====================
/**
* 统一处理命令（来自按钮点击或键盘输入）
* 这是整个计算器的"中央调度器"
* @param command 输入的命令字符串（如 "1", "+", "=", "C" 等）
*/
private void processCommand(String command) {
switch (command) {
// ---------- 数字键 0-9 ----------
case "0": case "1": case "2": case "3": case "4":
case "5": case "6": case "7": case "8": case "9":
// 如果需要开始新输入（如刚按过运算符或等号），先清空当前值
if (startNewInput) {
currentInput = "";
startNewInput = false;
}
// 避免以 0 开头的多位数（如 012），但允许 0.x 形式
if (currentInput.equals("0")) {
currentInput = command; // 直接替换 "0"
} else {
currentInput += command; // 追加数字
}
display.setText(currentInput); // 更新显示屏
break;
// ---------- 小数点 ----------
case ".":
// 如果刚启动新输入，自动补 "0."（如直接按 "." 变成 "0."）
if (startNewInput) {
currentInput = "0";
startNewInput = false;
}
// 只有当当前输入不含小数点时，才允许添加
if (!currentInput.contains(".")) {
currentInput += ".";
display.setText(currentInput);
}
break;
// ---------- 清除键 C ----------
case "C":
reset(); // 调用复位方法
break;
// ---------- 退格键 ← ----------
case "←":
// 如果正在输入且长度大于1，删除最后一位
if (!startNewInput && currentInput.length() > 1) {
currentInput = currentInput.substring(0, currentInput.length() - 1);
display.setText(currentInput);
} else {
// 否则归零并标记为新的开始
currentInput = "0";
startNewInput = true;
display.setText("0");
}
break;
// ---------- 四则运算符 + - * / ----------
case "+": case "-": case "*": case "/":
// 如果已有挂起的运算符，先结算上一轮运算（支持连续运算）
if (!operator.isEmpty()) {
calculate();
} else {
// 第一次设置左操作数
result = Double.parseDouble(currentInput);
}
operator = command; // 记录当前运算符
startNewInput = true; // 标记下次输入为新数字
break;
// ---------- 等号 = ----------
case "=":
calculate(); // 执行计算
operator = ""; // 清空运算符
startNewInput = true; // 标记下次输入为新数字
break;
}
}4.3 执行实际的数学运算
java
// ==================== 计算引擎 ====================
/**
* 执行实际的数学运算
* 根据 operator 中存储的运算符，对 result（左操作数）和 currentInput（右操作数）进行计算
*/
private void calculate() {
// 如果没有运算符，直接返回（无需计算）
if (operator.isEmpty()) return;
double currentValue; // 右操作数（当前输入的值）
try {
// 将当前输入字符串转换为浮点数
currentValue = Double.parseDouble(currentInput);
} catch (NumberFormatException ex) {
// 如果转换失败（如输入无效），弹出错误对话框并复位
JOptionPane.showMessageDialog(this, "输入无效！", "错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
reset();
return;
}
// 根据运算符执行相应计算
switch (operator) {
case "+":
result += currentValue; // 加法
break;
case "-":
result -= currentValue; // 减法
break;
case "*":
result *= currentValue; // 乘法
break;
case "/":
// 除法前检查除数是否为零
if (currentValue == 0) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "不能除以零！", "错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
reset(); // 除零错误，复位计算器
return;
}
result /= currentValue; // 除法
break;
}
// ---------- 结果格式化显示 ----------
// 如果结果是整数（如 5.0），去掉小数部分显示为 "5"
if (result == (long) result) {
currentInput = String.valueOf((long) result);
} else {
// 保留小数部分（如 5.5）
currentInput = String.valueOf(result);
}
display.setText(currentInput); // 显示计算结果
}4.4 键盘事件处理
java
// ==================== 键盘事件处理 ====================
/**
* KeyListener 接口方法：处理键盘按键按下事件
* 这是键盘输入的核心处理方法
* @param e 键盘事件对象，包含按键信息
*/
@Override
public void keyPressed(KeyEvent e) {
int keyCode = e.getKeyCode(); // 获取按键的虚拟键码（如 VK_0, VK_ENTER 等）
char keyChar = e.getKeyChar(); // 获取按键对应的字符
// ---------- 数字键（主键盘区 0-9 和 小键盘区 0-9）----------
if ((keyCode >= KeyEvent.VK_0 && keyCode <= KeyEvent.VK_9) ||
(keyCode >= KeyEvent.VK_NUMPAD0 && keyCode <= KeyEvent.VK_NUMPAD9)) {
String digit = String.valueOf(keyChar);
// 小键盘数字的 keyChar 可能不是 '0'-'9'，需要特殊处理
if (keyChar < '0' || keyChar > '9') {
// 通过键码偏移计算数字：VK_NUMPAD0 对应 0，VK_NUMPAD1 对应 1，以此类推
digit = String.valueOf(keyCode - KeyEvent.VK_NUMPAD0);
}
processCommand(digit); // 将数字作为命令处理
}
// ---------- 小数点（主键盘区 . 和 小键盘区 .）----------
else if (keyCode == KeyEvent.VK_PERIOD || keyCode == KeyEvent.VK_DECIMAL) {
processCommand(".");
}
// ---------- 运算符 ----------
else if (keyChar == '+') processCommand("+");
else if (keyChar == '-') processCommand("-");
else if (keyChar == '*') processCommand("*");
else if (keyChar == '/') processCommand("/");
// ---------- 等于 / 回车 ----------
else if (keyChar == '=' || keyCode == KeyEvent.VK_ENTER) {
processCommand("=");
}
// ---------- 清除（Esc 键 或 C/c 键）----------
else if (keyCode == KeyEvent.VK_ESCAPE || keyChar == 'c' || keyChar == 'C') {
processCommand("C");
}
// ---------- 退格（Backspace 键）----------
else if (keyCode == KeyEvent.VK_BACK_SPACE) {
processCommand("←");
}
}4.5 主方法（程序入口）
java
// ==================== 主方法（程序入口） ====================
/**
* 程序入口点
* @param args 命令行参数（未使用）
*/
public static void main(String[] args) {
// 在事件调度线程（EDT）中创建和显示 GUI，确保线程安全
SwingUtilities.invokeLater(() -> {
try {
// 设置界面外观为当前操作系统的原生风格
// Windows 下像 Windows 计算器，macOS 下像 macOS 风格
UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace(); // 如果设置失败，打印异常信息
}
// 创建计算器实例并显示
SimpleCalculator calc = new SimpleCalculator();
calc.setVisible(true); // 设置窗口可见
});
}五、 功能截图
六、 源码获取
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