2.5 实战项目：简单计算器
到目前为止，虽然只学了一些Android的初级控件，但是也可以学以致用，即便只有这些简单的布局和控件，也能够做出实用的App。接下来我们设计并实现一个简单计算器。
2.5.1 设计思路
计算器是人们日常生活中最常用的工具之一，无论在电脑上还是手机上，都少不了计算器的身影。以Windwos上的计算器为例，界面简洁且十分实用，程序界面如图2-31所示。
图2-31 Windows的计算器
这个计算器界面主要分为两部分，一部分是上面的文本框，用于显示计算结果；另一部分是下面的几排按钮，用于输入数字与各种运算符。为了减少复杂度，我们可以精简一些功能，只保留数字与加、减、乘、除四则运算，另外补充一个开根号（求平方根）的运算。至于App的显示界面，基本与习惯的计算器界面保持一致，经过对操作按钮的适当排列，调整后的设计效果如图2-32所示。
图2-32 简单计算器的设计效果图
这个计算器虽然小巧，但是基本囊括了本章的知识点，先来看看用了哪些控件。
● 线性布局LinearLayout：计算器界面整体上是从上往下布局的，所以需要垂直方向的LinearLayout；下面部分每行都有4个按钮，又需要水平方向的LinearLayout。
● 滚动视图ScrollView：虽然计算器界面不宽也不高，但是以防万一，最好还是加个垂直方向的ScrollView。
● 文本视图TextView：很明显上方标题“简单计算器”就是TextView，下面的计算结果也需要使用TextView，而且是能够自动从下往上滚动的TextView，即聊天室效果的文本视图。
● 按钮Button：绝大多数数字与运算符按钮都采用Button控件。
● 图像视图ImageView：暂时未用到。
● 图像按钮ImageButton：开根号的运算符“√”虽然能够打出来，但是右上角少了数学课本上的一横，所以该按钮要用一张标准的开根号图片显示，这就用到了ImageButton。
● 状态列表图形：每个按钮都有按下和弹起两种状态，这里定制了按钮控件的自定义样式，因此用到了状态列表图形。
● 形状图形：运算结果用到的文本视图边框是圆角矩形，所以得给它定义一个shape文件，把shape定义的圆角矩形作为文本视图的背景。
● 九宫格图片：注意计算器界面左下角的“0”，该按钮是其他按钮的两倍宽，如果使用普通图片当背景，势必造成边缘线被拉宽、拉模糊的问题，故而要采用点九图片避免这种情况。
经过对计算器效果图的详细分析，我们初步了解了所运用的控件技术，接下来就可以对界面进行布局和排列了。
2.5.2 小知识：日志Log/提示Toast
在正式编码之前，读者有必要了解一下Android中的运行信息调试手段。例如，开发C程序时，我们常常用printf函数输出程序日志；开发Java程序时，我们常常用System.out.println函数输出程序日志。同样，App开发也有相应的函数输出提示信息。提示信息可分为两类，一类是给开发者看的，另一类是给用户看的。
1. Log
给开发者看的提示信息要调用Log类的相应方法，日志打印结果可在Android Studio界面下方的logcat小窗口查看。Log类各种方法的区别在于日志的等级，具体说明如下。
● Log.e：表示错误信息，比如可能导致程序崩溃的异常。
● Log.w：表示警告信息。
● Log.i：表示一般消息。
● Log.d：表示调试信息，可把程序运行时的变量值打印出来，方便跟踪调试。
● Log.v：表示冗余信息。
2. Toast
给用户看的提示信息要调用Toast类的相应方法，提示文字会在屏幕下方以一个小窗口临时展现。对于计算器来说，有好几种情况需要提示用户，如“被除数不能为0”“开根号的数值不能小于0”等。
Toast的简单用法只需一行代码就可以了，示例代码如下：
Toast.makeText(MainActivity.this, "提示文字", Toast.LENGTH_SHORT).show();
另外，计算器每个按钮的展示风格基本相同，为了减少冗余代码，可将相同的样式定义写在values目录下的styles.xml文件中，然后在布局文件节点下增加style="@style/btn_cal"这样的属性定义。下面是styles.xml中计算器按钮风格定义的例子：
<style name="btn_cal">
<item name="android:layout_width">0dp</item>
<item name="android:layout_height">match_parent</item>
<item name="android:layout_weight">1</item>
<item name="android:gravity">center</item>
<item name="android:textColor">@color/black</item>
<item name="android:textSize">30sp</item>
<item name="android:background">@drawable/btn_nine_selector</item>
</style>
2.5.3 代码示例
看到这里，估计读者对计算器App的布局和代码框架都了然于胸了，接下来介绍一些业务逻辑判断与基本的数学四则运算。只要设计充分并且合理，编码就会很快。计算器App运行后的计算效果如图2-33所示。
图2-33 简单计算器的运行效果图
编码过程主要分为3个步骤：
步骤01 先想好代码文件与布局文件的名称，比如代码文件取名CalculatorActivity.java、布局文件取名activity_calculator.xml。记得在AndroidManifest.xml中注册acitivity节点，不然App运行时会报ActivityNotFoundException异常，具体是在application节点下补充一行声明：
<activity android:name=".CalculatorActivity" />
步骤02 在res/layout目录下创建布局文件activity_calculator.xml，按照简单计算器的效果图在里面填入各控件的布局结构，并指定相关的属性定义。
步骤03 在项目的包名目录下创建CalculatorActivity类，仿照MainActivity代码在onCreate内部的setContentView方法中填入参数R.layout.activity_calculator，表示该页面使用activity_calculator.xml中定义的界面布局。接着编写具体的控件操作与业务代码。
下面是计算器App的主要业务代码片段：
public void onClick(View v) {
int resid = v.getId();
String inputText;
if (resid == R.id.ib_sqrt) {
inputText = "√";
} else {
inputText = ((TextView) v).getText().toString();
}
Log.d(TAG, "resid="+resid+", inputText="+inputText);
if (resid == R.id.btn_clear) {
clear("");
} else if (resid == R.id.btn_cancel) {
if (operator.equals("") == true) {
if (firstNum.length() == 1) {
firstNum = "0";
} else if (firstNum.length() > 0) {
firstNum = firstNum.substring(0, firstNum.length() -1);
} else {
Toast.makeText(this, "没有可取消的数字了", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
showText=firstNum;
tv_result.setText(showText);
}else{
if(nextNum.length()==1){
nextNum="";
}else if(nextNum.length()>0){
nextNum=nextNum.substring(0, nextNum.length()-1);
}else{
Toast.makeText(this, "没有可取消的数字了", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
showText=showText.substring(0, showText.length()-1);
tv_result.setText(showText);
}
}else if(resid==R.id.btn_equal){
if(operator.length()==0||operator.equals("=")==true){
Toast.makeText(this, "请输入运算符", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}else if(nextNum.length()<=0){
Toast.makeText(this, "请输入数字", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
if(caculate()==true){
operator=inputText;
showText=showText+"="+result;
tv_result.setText(showText);
}else{
return;
}
}else if(resid==R.id.btn_plus||resid==R.id.btn_minus
||resid==R.id.btn_multiply||resid==R.id.btn_divide){
if(firstNum.length()<=0){
Toast.makeText(this, "请输入数字", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
if(operator.length()==0||operator.equals("=")==true||operator.equals("√")==true){
operator=inputText; // 操作符
showText=showText+operator;
tv_result.setText(showText);
}else{
Toast.makeText(this, "请输入数字", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
}else if(resid==R.id.ib_sqrt){
if(firstNum.length()<=0){
Toast.makeText(this, "请输入数字", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}else if(Double.parseDouble(firstNum)<0){
Toast.makeText(this, "开根号的数值不能小于0", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
result=String.valueOf(Math.sqrt(Double.parseDouble(firstNum)));
firstNum=result;
nextNum="";
operator=inputText;
showText=showText+"√="+result;
tv_result.setText(showText);
Log.d(TAG, "result="+result+", firstNum="+firstNum+", operator="+operator);
}else{
if(operator.equals("=")==true){
operator="";
firstNum="";
showText="";
}
if(resid==R.id.btn_dot){
inputText=".";
}
if(operator.equals("")==true){
firstNum=firstNum+inputText;
}else{
nextNum=nextNum+inputText;
}
showText=showText+inputText;
tv_result.setText(showText);
}
}
private String operator=""; // 操作符
private String firstNum=""; // 前一个操作数
private String nextNum=""; // 后一个操作数
private String result=""; // 当前计算结果
private String showText=""; // 显示的文本内容
private boolean caculate(){ // 开始加减乘除四则运算
if(operator.equals("+")==true){
result=String.valueOf(Arith.add(firstNum, nextNum));
} else if (operator.equals("-") == true) {
result = String.valueOf(Arith.sub(firstNum, nextNum));
} else if (operator.equals("×") == true) {
result = String.valueOf(Arith.mul(firstNum, nextNum));
} else if (operator.equals("÷") == true) {
if ("0".equals(nextNum)) {
Toast.makeText(this, "被除数不能为零", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return false;
} else {
result = String.valueOf(Arith.div(firstNum, nextNum));
}
}
firstNum = result;
nextNum = "";
return true;
}
private void clear(String text){ // 清空并初始化
showText = text;
tv_result.setText(showText);
operator = "";
firstNum = "";
nextNum = "";
result = "";
}