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java怎么做简单的计算器

admin
后端开发
2025-08-19
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Java做简单计算器，先创建类承载功能，通过接收用户输入的数字与运算符，执行对应数学运算后输出结果

核心需求分析

我们需要创建一个支持基本四则运算（加/减/乘/除）的命令行交互式工具，用户输入类似3 + 5或10 2的表达式后，程序应能解析运算符并返回正确结果，为提升健壮性，还需处理异常情况如除零错误、非规字符输入等。

关键技术点：

功能模块	实现方式	注意事项
输入获取	`Scanner`类读取控制台输入	需验证是否为有效数字格式
表达式拆分	正则表达式匹配数字与运算符	确保多位数不被错误分割
类型转换	`Double.parseDouble()`	捕获`NumberFormatException`
逻辑判断	`switch-case`结构处理不同运算符	默认分支处理未知符号
错误防护	try-catch块包裹关键代码段	提供友好的错误提示信息

完整代码实现（含注释）

import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class SimpleCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("欢迎使用Java简易计算器！输入'exit'退出程序。");
        while (true) {
            System.out.print("请输入算式（5 + 3）：");
            String inputLine = scanner.nextLine().trim();
            // 终止条件判断
            if (inputLine.equalsIgnoreCase("exit")) {
                System.out.println("感谢使用，再见！");
                break;
            }
            try {
                // 使用正则表达式提取两个操作数和中间的运算符
                Pattern pattern = Pattern.compile("([+\-/])"); // 匹配任意一种运算符
                Matcher matcher = pattern.matcher(inputLine);
                if (!matcher.find()) {
                    throw new IllegalArgumentException("未检测到有效的运算符！");
                }
                int opIndex = matcher.start(); // 运算符位置索引
                String numStr1 = inputLine.substring(0, opIndex).replaceAll("\s+", ""); // 去除空格
                String numStr2 = inputLine.substring(opIndex + 1).replaceAll("\s+", "");
                char operator = inputLine.charAt(opIndex);
                double num1 = Double.parseDouble(numStr1);
                double num2 = Double.parseDouble(numStr2);
                double result = 0;
                // 根据运算符执行对应计算
                switch (operator) {
                    case '+':
                        result = num1 + num2;
                        break;
                    case '-':
                        result = num1 num2;
                        break;
                    case '':
                        result = num1  num2;
                        break;
                    case '/':
                        if (num2 == 0) {
                            throw new ArithmeticException("错误：除数不能为零！");
                        }
                        result = num1 / num2;
                        break;
                    default:
                        throw new IllegalArgumentException("不支持的运算符：" + operator);
                }
                // 输出格式化的结果（保留两位小数）
                System.out.printf("%.2f %c %.2f = %.2f%n", num1, operator, num2, result);
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.err.println("️ 输入包含非数字字符，请重新输入！");
            } catch (ArithmeticException e) {
                System.err.println("️ " + e.getMessage());
            } catch (IllegalArgumentException e) {
                System.err.println("️ " + e.getMessage());
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("️ 发生未知错误：" + e.getMessage());
            }
        }
        scanner.close();
    }
}

代码亮点说明：

灵活的空白处理：通过replaceAll("\s+", "")自动过滤用户误输入的多余空格；
精准的定位算法：利用正则表达式找到第一个出现的运算符作为分割点；
完善的异常体系：针对数值转换失败、除零操作、无效符号分别抛出特定异常；
人性化交互：支持大小写敏感的退出指令（如Exit/EXIT均可识别）；
美观的输出格式：采用printf控制浮点数精度，使结果显示更专业。

典型运行示例

用户输入	程序响应	说明
`7 8`	`00 8.00 = 56.00`	正常乘法运算
`15 / 0`	`️ 错误：除数不能为零！`	触发除零保护机制
`abc + def`	`️ 输入包含非数字字符...`	非规字符检测
`(3+4)5`	`️ 未检测到有效的运算符！`	不支持括号优先级
`exit`	`感谢使用，再见！`	安全退出循环