Android Studio入门教程(计算器)

一、建立开发环境

1、AS简介

Android Studio 是Google开发的一款面向Android开发者的IDE，支持Windows、Mac、Linux等操作系统，基于流行的开发语言java集成开发环境IntelliJ搭建而成的，类似Eclipse ADT。该IDE在2003年5月的Google I/O开发者大会首次露面，当时的测试版本还不够完善，直到2014年12月8日发布了稳定的版本。Android Studio 提供了集成的 Android 开发工具用于开发和调试。
1）基于 Gradle 的灵活构建系统
2）快速且功能丰富的模拟器
3）可针对所有 Android 设备进行开发的统一环境
4）Instant Run，可将变更推送到正在运行的应用，无需构建新的 APK
5）可帮助您构建常用应用功能和导入示例代码的代码模板和 GitHub 集成
6）丰富的测试工具和框架
7）可捕捉性能、易用性、版本兼容性以及其他问题的 Lint 工具
8）C++ 和 NDK 支持
9）内置对 Google 云端平台的支持，可轻松集成 Google Cloud Messaging 和 App 引擎

2、环境的搭建

可参考：https://blog.csdn.net/u014720022/article/details/93320488
系统要求：Win7或更高、内存 最少 4 GB ，建议8 GB RAM、硬盘 4G
1）下载JDK
官网站：https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html
2）下载AS
官方下载地址：https://developer.android.google.cn/studio/
3）安装JDK及Java环境
4）安装Android Studio
5）搭建环境所碰到的坑
安装Android Studio时，无法安装Android Studio的SDK组件

这个问题特别折磨人，经过多次排查和反复安装后发现主要是网络问题导致的，安装前需要关掉防火墙。关掉防火墙后，必须把之前安装的Android Studio卸载掉，再重新进行安装才生效。

3、开发步骤

二、开发教程-计算器

1、概述

一个简单的Android App开发，这个App是个简单的计算器，支持简单的加减乘除的运算

2、创建应用

1）双击，启动Android Studio
2）创建项目，选择New Project

如果是已有的项目，在列表中存在时就直接选择，不存在时点击Open选中对应的文件夹
3）选择想要创建的Android版本
建议选择empty activity（空模板），然后点击next

4）填写项目信息
本项目主要使用的开发语言是JAVA。其中，Minimum SDK版本是Andriod虚拟机运行的版本，版本越低运行越快，根据个人要求来选择（我这边是直接选择默认的），然后点击finish

3、项目结构

新手开发，建议还是熟悉下项目的整体结构，更有利于整体的开发。
可参考：https://blog.csdn.net/weixin_43899065/article/details/124727916

4、熟悉Android Studio

1：导航栏可帮助我们在项目中导航，以及打开文件进行编辑。此区域提供 Project 窗口所示结构的精简视图。
2：工具栏提供执行各种操作的工具，包括运行应用和启动 Android 工具。
3：工具窗口栏在 IDE 窗口外部运行，并且包含可用于展开或折叠各个工具窗口的按钮。
4：工具窗口提供对特定任务的访问，例如项目管理、搜索和版本控制等。我们可以展开和折叠这些窗口。
5：编辑器窗口是创建和修改代码的区域。 编辑器可能因当前文件类型的不同而有所差异。 例如，在查看布局文件时，编辑器显示布局编辑器。
6：状态栏显示项目和 IDE 本身的状态以及任何警告或消息。

5、设置手机模拟机（需联网下载）

1）点击模拟机设置图标，右边弹窗出来选择Virtual，之后点击Create device

2）点击Phone，选择想要的手机类型，点击next

3）选择对应的类型，点击next

4）给该模拟机命名，点击finish，就会开始下载该模拟机

5）测试模拟机是否下载成功

6）调试默认模板的项目，看是否成功。失败的话，可以进入Build看报错原因

6、开始进入编写项目

写代码的过程中，记得写完一个模块就调试下，看有没有出现bug，及时解决

该项目是个简单的计算器的应用，没有页面间的交互，所以主要的围绕以下的三个文件：
MainActivity.java：提供了用户与屏幕之间的互动，以便于用户进行操作，在里面实现主要的Java代码
activity_main.xml：布局文件，Android的UI界面显示的视图，所有的控件在这里设计
AndroidManifest.xml：Android应用程序的清单文件,是整个Android应用程序的描述文件

1）activity_main.xml

• 先将android.support.constraint.ConstraintLayout改为LinerLayout线性的，意思就是水平的的结构
• 并加入android:orientation="vertical"意思是将所有组件垂直摆放
• 设置背景色为黑色

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity"
    android:background="#000000" >
</LinearLayout>

• 设置数字显示框的样式

<EditText
        android:id="@+id/et_input"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="80dp"
        android:background="@drawable/white"
        android:clickable="false"
        android:editable="false"
        android:paddingBottom="5dp"
        android:textSize="32sp" />

• 结合LinerLayout线性的布局方式，设置各个按钮样式，以下列举两个按钮，其他按钮也是类型此布局

<LinearLayout
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="30dp"
        android:orientation="horizontal"
        android:gravity="center_horizontal"
        >
        <Button
            android:id="@+id/btn_clr"
            android:layout_width="170dp"
            android:layout_height="70dp"
            android:text="C"
            android:textSize="30sp"
            android:paddingRight="15sp"
            android:paddingBottom="15sp"
            android:background="@drawable/selector"/>
        <Button
            android:id="@+id/btn_del"
            android:layout_width="170dp"
            android:layout_height="70dp"
            android:text="⬅"
            android:textSize="30sp"
            android:layout_marginLeft="10dp"
            android:paddingRight="15sp"
            android:paddingBottom="15sp"
            android:background="@drawable/selector"/>
    </LinearLayout>

• 上面的android:id="@+id/btn_del"是为了在MainActivity.java可以准确获取到各个布局的id，便于整个业务交互逻辑的操作
• 上面的android:background是自定义了该布局的样式，主要在drawable文件里创建文件并自己画出样式后，再直接引用，这边便不细说了。

2）MainActivity.java

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• 先获取到各个按钮，再进行点击事件监听

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
    
    

    //创建Button对象   也就是activity_main.xml里所设置的ID
    Button btn_0,btn_1,btn_2,btn_3,btn_4,btn_5,btn_6,btn_7,btn_8,btn_9,btn_pt;
    Button btn_mul,btn_div,btn_add,btn_sub;
    Button btn_clr,btn_del,btn_eq;
    Button btn_left,btn_right;
    EditText et_input;
    Boolean resErr = false;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    
    
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //实例化对象
        setContentView(R.layout.activity_main);
        btn_0= (Button) findViewById(R.id.btn_0);
        btn_1= (Button) findViewById(R.id.btn_1);
        btn_2= (Button) findViewById(R.id.btn_2);
        btn_3= (Button) findViewById(R.id.btn_3);
        btn_4= (Button) findViewById(R.id.btn_4);
        btn_5= (Button) findViewById(R.id.btn_5);
        btn_6= (Button) findViewById(R.id.btn_6);
        btn_7= (Button) findViewById(R.id.btn_7);
        btn_8= (Button) findViewById(R.id.btn_8);
        btn_9= (Button) findViewById(R.id.btn_9);
        btn_pt= (Button) findViewById(R.id.btn_pt);
        btn_add= (Button) findViewById(R.id.btn_add);
        btn_sub= (Button) findViewById(R.id.btn_sub);
        btn_mul= (Button) findViewById(R.id.btn_mul);
        btn_div= (Button) findViewById(R.id.btn_div);
        btn_clr= (Button) findViewById(R.id.btn_clr);
        btn_del= (Button) findViewById(R.id.btn_del);
        btn_eq= (Button) findViewById(R.id.btn_eq);
        et_input= (EditText) findViewById(R.id.et_input);
        btn_left= (Button) findViewById(R.id.btn_left);
        btn_right= (Button) findViewById(R.id.btn_right);

        //给按钮设置的点击事件
        btn_0.setOnClickListener(this);
        btn_1.setOnClickListener(this);
        btn_2.setOnClickListener(this);
        btn_3.setOnClickListener(this);
        btn_4.setOnClickListener(this);
        btn_5.setOnClickListener(this);
        btn_6.setOnClickListener(this);
        btn_7.setOnClickListener(this);
        btn_8.setOnClickListener(this);
        btn_9.setOnClickListener(this);
        btn_pt.setOnClickListener(this);
        btn_add.setOnClickListener(this);
        btn_sub.setOnClickListener(this);
        btn_mul.setOnClickListener(this);
        btn_div.setOnClickListener(this);
        btn_clr.setOnClickListener(this);
        btn_del.setOnClickListener(this);
        btn_eq.setOnClickListener(this);
        btn_left.setOnClickListener(this);
        btn_right.setOnClickListener(this);
    }
}

• 之后开始进入编写点击事件
  左括号：1、若已有输入且前一位不是运算符号，则默认在左括号前面加✖
  右括号：1、等式必须存在左括号才允许输入；2、若前一位是小数点，则默认在右括号前面加0
  加减乘除运算符号：1、前一位必须不是运算符号才允许输入；2、若前一位是小数点，则默认在运算符号前面加0
  小数点：1、若在当前输入的位置至前一个运算符号这一串字符串，存在小数点的话，则不允许输入小数点（例如：1.12 - 1 + 2.11）；2、若前一位是运算符号或左括号或未输入字符时，默认在小数点前面补0

    @Override
    public void onClick(View v) {
    
    
        if(resErr) {
    
    
            et_input.setText("");
            resErr = false;
        }
        String str=et_input.getText().toString();
        switch (v.getId()){
    
    
            case   R.id.btn_0:
            case   R.id.btn_1:
            case   R.id.btn_2:
            case   R.id.btn_3:
            case   R.id.btn_4:
            case   R.id.btn_5:
            case   R.id.btn_6:
            case   R.id.btn_7:
            case   R.id.btn_8:
            case   R.id.btn_9:
                et_input.setText(str+((Button)v).getText());
                break;
            case   R.id.btn_left:
                if(!str.equals("") && !lastOperation(str, null)) {
    
    
                    str = str + " × ";
                }
                et_input.setText(str+((Button)v).getText());
                break;
            case   R.id.btn_right:
                if (str.indexOf("(") != -1) {
    
    
                    if (lastOperation(str, "point")) {
    
    
                        str = str + "0";
                    }
                    et_input.setText(str+((Button)v).getText());
                }
                break;
            case R.id.btn_add:
            case R.id.btn_sub:
            case R.id.btn_mul:
            case R.id.btn_div:
                if (lastOperation(str, "point")) {
    
    
                    str = str + "0";
                }
                if(!lastOperation(str, null)) {
    
    
                    et_input.setText(str+" "+((Button)v).getText()+" ");
                }
                break;
            case   R.id.btn_pt:
                if (!hasPoint(str)) {
    
    
                    if (lastOperation(str, null) || lastOperation(str, "left")  || str.equals("")) {
    
    
                        str = str + "0";
                    }
                    et_input.setText(str+((Button)v).getText());
                }
                break;
            case R.id.btn_clr:
                et_input.setText("");
                break;
            case R.id.btn_del: //判断是否为空，然后在进行删除
                if(str != null && !str.equals("")){
    
    
                    et_input.setText(str.substring(0, str.length() - 1));
                }
                break;
            case R.id.btn_eq: //单独运算最后结果
                getResult();//调用下面的方法
                break;
        }
    }
    
    // 判断首位是否为运算符号、小数点
    private static Boolean firstOperation(String str, String type) {
    
    
        String newStr = str.trim();
        if (newStr.equals("")) return false;
        char firstChar = newStr.charAt(0);
        if (type == "point") {
    
    
            return firstChar == '.';
        } else if(type == "left"){
    
    
            return firstChar == '(';
        }else if(type == "right"){
    
    
            return firstChar == ')';
        } else {
    
    
            return firstChar == '+' || firstChar == '-' || firstChar == '×' || firstChar == '÷';
        }

    }

    // 判断末位是否为运算符号、小数点
    private static Boolean lastOperation(String str, String type) {
    
    
        String newStr = str.trim();
        if (newStr.equals("")) return false;
        char lastChar = newStr.charAt(newStr.length()-1);
        if (type == "point") {
    
    
            return lastChar == '.';
        } else if(type == "left"){
    
    
            return lastChar == '(';
        } else if(type == "right"){
    
    
            return lastChar == ')';
        } else {
    
    
            return lastChar == '+' || lastChar == '-' || lastChar == '×' || lastChar == '÷';
        }
    }

    // 判断当前输入到运算符前，是否有小数点
    private static Boolean hasPoint(String str) {
    
    
        int index = 0;
        String[] operationArr = {
    
    "+", "-", "×", "÷"};
        for(int i = 0; i < operationArr.length; i++) {
    
    
            int w = str.lastIndexOf(operationArr[i]);
            if (w > index) index = w;
        }
        String newStr = str.substring(index);
        return newStr.indexOf(".") != -1;
    }

• 点击计算最终结果
  1、左右括号数量不对等，等式有问题
  2、第一位是运算符号时，最前面补0
  3、最后一位是运算符号或小数点时，最后面补0
  4、整体运算逻辑根据进出栈来实现的，共有两个栈：数字numStack 、非数字（运算符号和括号）signalStack 。
  遍历计算公式后，
  数字的话，进栈numStack
  非数字的话，需要先判断其运算等级是否大于signalStack 的最后一位，若大于则进栈signalStack ；而小于的话，numStack 出栈两个数字，signalStack 出栈一个运算符号，计算结果入栈numStack；之后继续判断该非数字的运算等级和signalStack 的最后一位的大小，结果循环上述的，直到其能入栈signalStack

private void getResult() {
    
    
        String exp=et_input.getText().toString();
        if(exp==null||exp.equals("")) return ;
        resErr = false;
        // 判断括号是否正确
        if (getNum(exp, "(") != getNum(exp, ")")) {
    
    
            resErr = true;
            et_input.setText("等式有问题！！！");
            return ;
        }
        //因为没有运算符所以不用运算
        if(!exp.contains(" ")){
    
    
            return ;
        }
        if (firstOperation(exp, null)) {
    
    
            exp = "0 " + exp;
        }
        if(lastOperation(exp, null) || lastOperation(exp, "point")) {
    
    
            exp = exp + "0 ";
        }

        Stack<Double> numStack = new Stack<>();
        Stack<Character> signalStack = new Stack<>();
        int index = 0;// 记录已经执行的符号数
        int len = exp.length();
        while (index < len) {
    
    
            char c = exp.charAt(index); // 取出这一步的符号
            if (c == '(') {
    
    
                signalStack.push(c);// 若是左括号就进栈
            }
            // 否则要先判断优先级
            else if (c == '+' || c == '-' || c == '×' || c == '÷') {
    
    
                int currOperLevel = getOperlevel(c);// 当前符号的优先级
                while (true) {
    
    
                    int stackOperLevel = 0;// 栈顶元素的优先级
                    if (!signalStack.isEmpty()) {
    
    
                        Object obj = signalStack.peek();
                        stackOperLevel = getOperlevel((char) obj);
                    }
                    // 若当前元素优先级大于栈顶元素的优先级则入栈
                    if (currOperLevel > stackOperLevel) {
    
    
                        signalStack.push(c);
                        break;// 直到让比自己优先级高的符号都出栈运算了再把自己进栈
                    } else {
    
    // 不能入栈就进行计算
                        try {
    
    
                            char optemp = '0';
                            double num1 = 0;
                            double num2 = 0;
                            if (!signalStack.isEmpty()) {
    
    
                                optemp = (char) signalStack.pop();// 取出优先级大的那个符号
                            }
                            if (!numStack.isEmpty()) {
    
    
                                num1 = (double) numStack.pop();
                                num2 = (double) numStack.pop();// 取出数据栈中的两个数
                            }
                            numStack.push(caculateResult(optemp, num2, num1));// 将算出来的结果数据再次进入数据栈
                        } catch (Exception e) {
    
    
                            // TODO: handle exception
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            } else if (c == ')') {
    
    // 右括号就返回栈顶元素，右括号是不进栈的
                while (true) {
    
    
                    char theop = (char) signalStack.pop();
                    if (theop == '(') {
    
    
                        break;
                    } else {
    
    
                        try {
    
    
                            double num1 = (double) numStack.pop();
                            double num2 = (double) numStack.pop();
                            numStack.push(caculateResult(theop, num2, num1));// 运算括号内的内容
                        } catch (Exception e) {
    
    
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            } else if (c >= '0' && c <= '9') {
    
    
                int tempIndex = index + 1;
                while (tempIndex < len) {
    
    
                    char temp = exp.charAt(tempIndex);// 取字符串中处于当前字符的下一位
                    if ((temp >= '0' && temp <= '9') || temp == '.') {
    
    
                        tempIndex++;// 若为数字则继续向后取
                    } else {
    
    
                        break;// 证明数字去完
                    }
                }
                String numstr = exp.substring(index, tempIndex);// 截取这个字符串则为两个符号之间的数字
                try {
    
    
                    double numnum = Double.parseDouble(numstr);// 将数字转换成整型便于运算
                    numStack.push(numnum);
                    index = tempIndex - 1;
                } catch (Exception e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            index++;
        }

        // 检查符号栈是否为空
        while (true) {
    
    
            Object obj = null;
            if (signalStack.isEmpty() == false) {
    
    
                obj = signalStack.pop();
            }
            if (obj == null) {
    
    
                break;// 为空证明运算已结束
            } else {
    
    // 不为空就出栈运算
                char opterTemp = (char) obj;
                double num1 = (double) numStack.pop();
                double num2 = (double) numStack.pop();
                numStack.push(caculateResult(opterTemp, num2, num1));
            }
        }
        double result = (double) numStack.pop();
        et_input.setText(result + "");
    }
    
    private static int getNum(String originStr, String targetStr){
    
    
        int res = 0;
        int i = originStr.indexOf(targetStr);
        while (i != -1){
    
    
            i = originStr.indexOf(targetStr,i+1);
            res++;
        }
        return res;
    }
    
    //计算加减乘除余
    private static Double caculateResult(char optemp, double num1, double num2) {
    
    

        switch (optemp) {
    
    
            case '+':
                return num1 + num2;
            case '-':
                return num1 - num2;
            case '×':
                return num1 * num2;
            case '÷':
                return num1 / num2;
        }
        return 0.0;
    }

    //返回符号优先级
    private static int getOperlevel(char c) {
    
    

        switch (c) {
    
    
            case '+':
            case '-':
                return 1;
            case '×':
            case '÷':
                return 2;
            default:
                return 0;
        }
    }

3）AndroidManifest.xml

• android:icon设置app图标
• android:label设置app名称

<application
        android:allowBackup="true"
        android:dataExtractionRules="@xml/data_extraction_rules"
        android:fullBackupContent="@xml/backup_rules"
        android:icon="@drawable/icons2"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@drawable/ic_launcher_background"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/Theme.Calculator"
        tools:targetApi="31">
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

7、发布打包项目为apk

• 菜单栏 -> Build -> Generate Signed APK
  
• 选择APK后，点击Next
  
• 点击create new，创建一个密钥库
  
• 填写密钥库后，选择OK
  
• 填写密钥库的别名，密码，确认密码，点击next
  -
• 路径这边是直接默认，选择release后，点击finish
  
• build没有报错，且有弹出打包成功的弹框说明打包成功
  
• 可在该文件夹下，看到打包成功的apk文件