java计算器如何设计撤回

在设计一个Java计算器时，撤回功能是一个非常重要的特性。为了实现撤回功能，我们需要使用设计模式，如命令模式和备忘录模式、数据结构，如栈和队列、Java的内置类，如ArrayList和LinkedList。

首先，我们需要理解命令模式和备忘录模式的工作原理。命令模式是一种行为设计模式，它将一个操作封装在一个对象中，这样我们可以使用不同的命令来完成不同的操作，而不需要修改已有的代码。备忘录模式是一种行为设计模式，它在不破坏对象的封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便以后恢复对象到这个状态。

在使用这两种模式的同时，我们还需要使用数据结构来存储这些命令和状态。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，它可以用来存储我们的命令，当我们需要撤回一个操作时，我们只需要从栈顶取出一个命令并执行它的撤回操作即可。队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，它可以用来存储我们的状态，当我们需要撤回一个状态时，我们只需要从队列中取出一个状态并恢复它即可。

Java的ArrayList和LinkedList类可以很方便地实现栈和队列。ArrayList类是一个可调整大小的数组，它提供了添加、删除、查找和修改元素的方法，我们可以使用它来实现我们的命令栈。LinkedList类是一个双向链表，它提供了添加、删除、查找和修改元素的方法，我们可以使用它来实现我们的状态队列。

接下来，我将详细介绍如何使用这些技术来设计撤回功能。

一、命令模式和备忘录模式

命令模式和备忘录模式是我们实现撤回功能的基础。通过使用命令模式，我们可以将计算器的每一个操作封装成一个命令对象，这个命令对象包含了执行这个操作需要的所有信息，包括操作的类型（如加、减、乘、除）、操作的参数（如操作数）以及执行和撤回操作的方法。

备忘录模式则用于保存计算器的状态。每当我们执行一个操作时，我们都会创建一个备忘录对象来保存当前的状态，包括当前的结果、当前的操作数以及当前的操作。

通过使用这两种模式，我们可以将撤回功能的实现细节封装起来，使得我们的代码更加清晰和易于维护。

二、数据结构

数据结构是我们实现撤回功能的关键。我们需要两个数据结构，一个是用来存储命令的栈，另一个是用来存储状态的队列。

我们将执行的每一个命令都存储在栈中，每当我们需要撤回一个操作时，我们就从栈顶取出一个命令并执行它的撤回操作。因为栈是后进先出的，所以我们总是先撤回最后执行的操作。

我们将每一个状态都存储在队列中，每当我们需要恢复一个状态时，我们就从队列中取出一个状态并恢复它。因为队列是先进先出的，所以我们总是先恢复最早保存的状态。

三、Java的ArrayList和LinkedList类

Java的ArrayList和LinkedList类是我们实现栈和队列的工具。这两个类都是Java的内置类，所以我们不需要自己去实现它们。

ArrayList类是一个可调整大小的数组，它提供了添加、删除、查找和修改元素的方法，我们可以使用它来实现我们的命令栈。为了实现栈的后进先出的特性，我们总是在ArrayList的末尾添加元素，然后从末尾删除元素。

LinkedList类是一个双向链表，它也提供了添加、删除、查找和修改元素的方法，我们可以使用它来实现我们的状态队列。为了实现队列的先进先出的特性，我们总是在LinkedList的末尾添加元素，然后从头部删除元素。

通过使用这两个类，我们可以方便地实现我们的数据结构，从而实现我们的撤回功能。

四、实现撤回功能的步骤

1. 创建一个Command接口，这个接口定义了两个方法：execute()和undo()。所有的命令都需要实现这个接口。

2. 对于每一个操作，创建一个实现了Command接口的类。这个类需要包含执行这个操作需要的所有信息，以及execute()和undo()方法的实现。

3. 创建一个CommandStack类，这个类使用一个ArrayList来存储命令。这个类需要提供添加命令、撤回命令、重做命令等方法。

4. 创建一个Memento类，这个类用于保存计算器的状态。这个类需要包含当前的结果、当前的操作数以及当前的操作。

5. 创建一个MementoQueue类，这个类使用一个LinkedList来存储状态。这个类需要提供保存状态、恢复状态等方法。

6. 在计算器的每一个操作中，首先创建一个对应的命令对象，并将这个命令对象添加到命令栈中，然后执行这个命令。同时，创建一个备忘录对象来保存当前的状态，并将这个备忘录对象添加到状态队列中。

7. 当用户需要撤回一个操作时，从命令栈中取出一个命令并执行它的undo()方法，然后从状态队列中取出一个状态并恢复它。

这就是如何在Java计算器中设计撤回功能的全部内容。希望这篇文章能帮助你理解和实现这个功能。

相关问答FAQs：

1. 如何在Java计算器中实现撤回功能？
在Java计算器中实现撤回功能可以通过使用栈来实现。每当用户输入一个操作或者数字时，将其压入栈中。当用户想要撤回时，从栈中弹出最近的操作或数字，并更新计算器的显示结果。

2. Java计算器中的撤回功能如何实现多次撤回？
要实现多次撤回功能，可以使用两个栈：一个用于保存用户的操作和数字，另一个用于保存撤回的操作和数字。当用户撤回时，将最近的操作或数字从第一个栈中弹出并压入第二个栈中。当用户再次撤回时，从第二个栈中弹出并还原到第一个栈中。

3. 如何在Java计算器中实现精确的撤回功能？
为了实现精确的撤回功能，可以在栈中保存用户的操作和数字的历史记录。当用户撤回时，不仅要弹出最近的操作或数字，还需要将之前的操作或数字重新执行一次。这样可以确保计算器的显示结果与用户的操作一致，避免出现误差。