可编程计算器(phoc)的设计与实现

前言

借助JavaScript脚本引擎Rhino，可以很容易的实现一个计算逻辑与界面相分离，且很容易扩展的可编程计算器。界面部分使用Swing及Netbeans的SAF(Swing Application Framework)，计算部分使用Rhino引擎，来实现基本表达式的计算，以及变量，函数的定义等，绘图采用另外一个开源的库jmathtools(http://code.google.com/p/jmathplot/)，更多资料请参看这里。这个可编程的计算器暂命名为phoc(Programmable Higi-Order-Calculator)，项目我已经托管到google code,感兴趣的朋友可以参看：phoc(http://code.google.com/p/phoc/)。

 

另外，插句题外话，搬家之后的新空间由于种种原因停止租用，现在又回到了JavaEye，人生何处不相逢啊，呵呵。

 

phoc的主要功能

事实上，phoc更多的是为了展示引擎与界面分离，使得更容易扩展计算器本身，而不需要重新的编译计算器，界面除了负责展示计算结果和参入人机交互之外，不会参杂计算逻辑。而脚本，作为phoc的核心，负责所有的计算以及插件的实现而存在。事实上，phoc的绘图功能，就是用JavaScript脚本来实现的。

 

和其他任何的桌面计算器一样的界面：

 

不同的是，用户可以定义自己的函数，界面的作用很简单，将用户定义的函数作为字符串交给引用rhino来eval：

 

 

/**
 *
 * @author juntao
 */
public class Evaluator {
    public Evaluator(){}
    
    public Object evalScriptString(String expr) throws ScriptException{
        RuntimeEnv executor = RuntimeEnv.getInstance();
        Object obj = null;

        obj = executor.getScriptEngine().eval(expr);

        return obj;
    }

    public Object evalScriptFile(File file) throws ScriptException, FileNotFoundException{
        RuntimeEnv executor = RuntimeEnv.getInstance();
        Object obj = null;

        obj = executor.getScriptEngine().eval(new FileReader(file));
        
        return obj;
    }
}

 

 
 函数定义界面：

在输入框中可以直接调用内建的plot2d来完成绘图：

上图即为sin(x)在-PI到PI之间的曲线，此处我们使用的是第三方的开源的jsmathtools来实现，如果想要实现自己的绘图引擎，则在系统内建的脚本plot.js中修改相关代码即可，不需要对已有的phoc中的java代码做修改。

 

设计与实现

为了尽可能的将计算部分独立出来，我们需要尽可能的将涉及计算的部分放入脚本，然后在应用程序初始化的时候，加载并求值这些脚本，初始化完成之后，负责计算的部分就已经存在于系统中。

 

 

    public void initEnv(){
        computer = new Evaluator();
        memory = new Stack();
        symTable = new HashMap<String, Object>();
        try{
            computer.evalScriptFile(new File("script/system.js"));
            computer.evalScriptFile(new File("script/math.js"));
            computer.evalScriptFile(new File("script/plot.js"));
        }catch(Exception e){
            UIKit.alert(e.getMessage(), "Error while initialize calculator");
        }
        
    }

 

内建的脚本可以做一些工具加载(JSON处理，数学运算，画图等)，完成之后，在界面部分的输入框中就可以调用这些内建的函数(当然，可以自己定义函数，然后调用)。

 

我们这里看一下plot.js的实现：

 

 

/**
 * i.e.
 * plot2d(function(x){return Math.sin(x);}, {
 *     start : -3.0,
 *     step : 0.1,
 *     stop : 3.0
 * });
 */

function plot2d(func, range){
    var x = DoubleArray.increment(range.start, range.step, range.stop);
    var y = new Array(x.length);

    for(var i = 0, len = x.length; i < len; i++){
        y[i] = func(x[i]);
    }

    var plot = new Plot2DPanel();
    plot.addLegend("SOUTH");

    var name = func.toString();
    plot.addLinePlot(name, Color.GREEN, x, y);

    var frame = new JFrame("plot function : "+name);
    frame.setSize(600, 600);
    frame.setContentPane(plot);
    frame.setVisible(true);
}

plot2d主要是组织参数，然后使用jmathtools来实现绘图(在一个新的frame中)。

 

至于phoc的其他部分，乏善可陈，无非是界面的布局，按钮的事件处理函数等。

 

附后

源码及发布版(v0.2)已经托管之google code,感兴趣的朋友可以自行下载：phoc(http://code.google.com/p/phoc/)

评论

14 楼 abruzzi 2012-02-10  

lilinpu221 写道

看楼主的贴受益很大，浅显易懂，楼主文笔不错

谢谢，phoc的新版本中已经支持plot3d的功能，当然，还是依赖于这个优秀的jmathtools。JavaScript-内核系列的第十四章中讨论了JavaScript在Java中的应用，你可以参考下。
http://www.icodeit.org/%E7%AC%AC%E5%8D%81%E5%9B%9B%E7%AB%A0-java%E5%BA%94%E7%94%A8%E4%B8%AD%E7%9A%84javascript/

13 楼 lilinpu221 2012-02-10  

看楼主的贴受益很大，浅显易懂，楼主文笔不错

12 楼 robiplus 2011-01-24  

看到这个。。。我的上个问题有点答案了 对于计算器真的是好想法 妙 eval

11 楼 qingpu 2011-01-19  

abruzzi 写道

beykery 写道

这似乎没有什么意义啊。核心部分js解析执行是别人的开源实现。你套个壳子，感觉这个应用不是很精彩。

呵呵，应用程序就是套壳子了。比如信息管理系统，是给数据库的SQL套个壳子；IDE，是给编译器，调试器套个壳子；游戏，是给游戏引擎，脚本引擎套个壳子；WEB开发，是给socket的一个子集套个壳子。如此而已。

+1

10 楼 abruzzi 2011-01-19  

<div class="quote_title">chinpom 写道</div>
<div class="quote_div">
<div class="quote_title">abruzzi 写道</div>
<div class="quote_div">
<div class="quote_title">coffeesweet 写道</div>
<div class="quote_div">楼主可以想象利用这种方式设计一个规则引擎，允许业务人员填写规则脚本。</div>
<br>可以详细说说吗？</div>
<p> </p>
<p><img src="/images/smiles/icon_biggrin.gif" alt=""> 我觉得LZ还是做一个测试用例生成工具比较好。比如有一个输入框它只接受英文字母、中文、数字和下划线（不包含特殊字符），并且长度为4到10位的以英文字母或中文开头的字符串，那它生成的测试用例应该包括以（英文字母开头、中文开头、数字开头、下划线开头、特殊字符开头）长度为3的字符串……当然还有其它很多临界的测试用例。</p>
</div>
<p> </p>
<p>听着不错, 工作上到还确实有个自动测试的项目, 值得研究下, 呵呵.</p>

9 楼 chinpom 2011-01-18  

<p>我自己想用图算法来解决的 <img src="/images/smiles/icon_cry.gif" alt=""> 可是还没再做</p>

8 楼 chinpom 2011-01-18  

当然，还有一些测试条件是有依赖关系的，总之实现起来还真的很复杂。我们在公司做出个大概给测试人员用了一下感觉不理想就放弃了，真的做起来的话，还可以做很多其它功能的，比如生成Excel格式的测试文档等等。

7 楼 chinpom 2011-01-18  

<div class="quote_title">abruzzi 写道</div>
<div class="quote_div">
<div class="quote_title">coffeesweet 写道</div>
<div class="quote_div">楼主可以想象利用这种方式设计一个规则引擎，允许业务人员填写规则脚本。</div>
<br>可以详细说说吗？</div>
<p> </p>
<p><img src="/images/smiles/icon_biggrin.gif" alt=""> 我觉得LZ还是做一个测试用例生成工具比较好。比如有一个输入框它只接受英文字母、中文、数字和下划线（不包含特殊字符），并且长度为4到10位的以英文字母或中文开头的字符串，那它生成的测试用例应该包括以（英文字母开头、中文开头、数字开头、下划线开头、特殊字符开头）长度为3的字符串……当然还有其它很多临界的测试用例。</p>

6 楼 abruzzi 2011-01-18  

coffeesweet 写道

楼主可以想象利用这种方式设计一个规则引擎，允许业务人员填写规则脚本。

可以详细说说吗？

5 楼 coffeesweet 2011-01-18  

楼主可以想象利用这种方式设计一个规则引擎，允许业务人员填写规则脚本。

4 楼 abruzzi 2011-01-18  

beykery 写道

这似乎没有什么意义啊。核心部分js解析执行是别人的开源实现。你套个壳子，感觉这个应用不是很精彩。

呵呵，应用程序就是套壳子了。比如信息管理系统，是给数据库的SQL套个壳子；IDE，是给编译器，调试器套个壳子；游戏，是给游戏引擎，脚本引擎套个壳子；WEB开发，是给socket的一个子集套个壳子。如此而已。

3 楼 beykery 2011-01-18  

这似乎没有什么意义啊。核心部分js解析执行是别人的开源实现。你套个壳子，感觉这个应用不是很精彩。

2 楼 abruzzi 2011-01-18  

λ-lambda 写道

错误处理上貌似很多问题，比如非法表达式等。

,这个正在改进，基本功能倒是都实现了，开发人员总是按照自己的思路去测试，呵呵。还有好几个小项目都在改进。

1 楼 λ-lambda 2011-01-18  

错误处理上貌似很多问题，比如非法表达式等。