Đề tài Xây dựng phần mềm ứng dụng máy tính khoa học cho điện thoại cầm tay thông minh chạy trên hệ điều hành android

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Tên đề tài: Xây Dựng Phần Mềm Ứng Dụng Máy Tính Khoa Học cho Điện Thoại Cầm Tay Thông Minh chạy trên hệ điều hành Android. Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Anh Tuấn Lớp : QL091A Thời gian thực hiện : Tuần 1 đến tuần 15 học kỳ 10.2A Nhóm sinh viên thực hiện : Nguyễn Hải Triều - 093602 : Trần Thị Kim Hiền - 091544 : Dương Xuân Phúc - THÁNG 07 / NĂM 2011 TRÍCH YẾU Tên đề tài: Xây Dựng Phần Mềm Ứng Dụng Máy Tính Khoa Học (Scientific Calculator) cho Điện Thoại Cầm Tay Thông Minh (Smart Phone) chạy trên hệ điều hành Android. Mục tiêu chính: Phân tích và xây dựng thành công phần mềm ứng dụng máy tính khoa học cho điện thoại cầm tay thông minh chạy trên nền giả lập Android SDK. Yêu cầu sinh viên: Học môn lập trình hướng đối tượng, cấu trúc dữ liệu, và giải tích. Chịu khó học hỏi. Khả năng làm việc nhóm. Phương pháp nguyên cứu: Nghiên cứu công việc dưới sự hướng dẫn và giám sát của giảng viên trường đại học Hoa Sen, được phép nghiên cứu các tài liệu liên quan trong quá trình thực hiện đồ án. Kết quả đạt được: Tập thể nhóm: + Phân tích rõ các module chức năng của máy tính khoa học. + Xây dựng thành công phần mềm ứng dụng của máy tính khoa học chạy trên điện thoại cầm tay thông minh. + Update lên điện thoại thông minh thật có nền giả lập Android SDK và chạy thành công. Cá nhân: Nâng cao khả năng viết code. Nâng cao khả năng phân tích và giải pháp giải quyết vấn đề. Nâng cao khả năng làm việc nhóm của từng thành viên. LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đồ án giúp nhóm chúng tôi có được những kiến thức thực tế cần thiết . Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô của khoa Khoa Học Công Nghệ đặc biệt là các thầy cô của ngành Công Nghệ Thông Tin trường Đại Học Hoa Sen đã tạo cơ hội cho chúng tôi thực hiện đồ án. Qua đây, chúng tôi xin cảm ơn các thầy, cô khoa Khoa Học Công Nghệ đã tận tình giảng dạy cho tôi biết những kiến thức chủ yếu, để chúng tôi có nền tảng tốt cho công việc sau này. Cuối cùng, chúng tôi rất cảm ơn thầy Nguyễn Anh Tuấn trong suốt quá trình thực hiện đồ án đã giúp đỡ và tận tình giảng dạy cho chúng tôi những kiến thức mới. Khi hoàn thành được bài báo cáo này đã trải qua khoảng thời gian làm việc cùng với các thành viên trong nhóm.Thật sự, đây là một khoảng thời gian ngắn để chúng tôi thể hiện tinh thần làm việc nhóm, vận dụng những kiến thức đã học để hoàn thành công việc một cách tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn Khoa Khoa Học Công Nghệ NHẬP ĐỀ Sau thời gian học tập và trau dồi kiến thức thì giờ đây là giai đoạn tốt nhất để mỗi một người trong nhóm chúng tôi có thể áp dụng những kiến thức đã học để vận dụng vào đề tài mà trường đã giao cho chúng tôi làm. Đây cũng là giai đoạn để thấy rõ khả năng tiếp thu, nắm vững kiến thức của mình ở mức độ nào. Mục tiêu của giảng viên đặt ra cho chúng tôi là: Làm quen với cách thức làm việc theo nhóm. Nắm vững và lập trình thành thạo với Java trên nền Android. Dùng Java trên nền Android thiết kế “Scientific Calculator”. Bên cạnh đó mục tiêu của nhóm chúng tôi đặt ra là: Từ đề tài này có thể mở rộng ra và ứng dụng cho các đề tài khác có liên quan. MỤC LỤC MÔ TẢ YÊU CẦU ĐỀ TÀI Gần đây điện thoại cầm tay thông minh đã trở thành một vật hầu như “cần phải có” trong cuộc sống hằng ngày của giới làm việc “trí thức”. Viết phần mềm tiện ích nâng cao giá trị sử dụng cho chúng cũng trở nên một trào lưu cho các công ty phát triển phần mềm, các giới lập trình viên chuyên nghiệp cũng như không chuyên.Đặc biệt là những ứng dụng cho máy chạy trên hệ điều hành Android. Điểm cần lưu ý là trong phần cứng (hardware) của đa số điện thoại cầm tay không có bộ xử lý tính dấu phẩy động (floating-point processor). Điều này làm việc phát triển phần mềm cho chúng trở nên phức tạp và lý thú hơn. Cũng nên biết rằng rất nhiều ứng dụng phần mềm đòi hỏi phép tính dấu phẩy động (bề ngoài tưởng là không cần thiết), ví dụ như tính toán các phần cong (curves) cho các phong chữ DGOPSWY… Để xử lý số thực SV sẽ tìm hiểu và áp dụng fixed-point vào tất cả phép tính toán. Phần mềm máy tính bao giờ cũng được cài đặt sẵn trong bất cứ điện thoại cầm tay nhưng chỉ dừng lại ở mức độ cơ bản như cộng trừ nhân chia, trong khi đó mức nhu cầu sử dụng của giới làm việc “trí thức” cao hơn, ở mức độ của máy tính khoa học. Đề tài “Xây Dựng Phần Mềm Ứng Dụng Máy Tính Khoa Học cho Điện Thoại Cầm Tay Thông Minh chạy trên hệ điều hành Android” nhằm nâng cao kỹ năng lập trình, cũng như phân tích, thiết kế và xây dựng một ứng dụng thực tiển cho sinh viên từ những yêu cầu được phân tích như trên. Xây dựng được một phần mềm ứng dụng như một máy tính khoa học thực thụ sẽ không đơn giản. Cho nên mức độ yêu cầu của đề tài chỉ bao gồm những phép toán và hàm đơn giản. Đồng thời ứng dụng được giới hạn chỉ cho máy điện thoại cầm tay thông minh do màn hình (lớn, cảm ứng, …) của chúng sẽ cho phép thiết kế và xây dựng một giao diện phức tạp đa năng, và bộ xử lý của chúng đủ mạnh để tính toán bài toán phức tạp (phát sinh từ việc không có bộ xử lý tính dấu phẩy động) nhằm đáp ứng được yêu cầu của đề tài. YÊU CẦU ĐỒ ÁN Xây dựng được giao diện (graphics interface) cho ứng dụng trên nền tảng Android tương tự như hình sau: Nhập và xử lý biểu thức: Cho phép nhập biểu thức dùng dạng mẩu (inputting expression using standard format) như của một máy tính khoa học thực sự. Ví dụ có thể nhập biểu thức: 2*(3.6 + log(5 + 3÷4.1) – sin(29.7)) – e2.7 sin Nhập hàm: tự động thêm dấu ngoặc mở khi nhập hàm. Ví dụ nhấn hàm sẽ thể hiện sin( trong biểu thức Cho phép bỏ dấu nhân (*) trong các trường hợp sau: Trước dấu ngoặc mở ‘(‘. Ví dụ: 2*(3.6 + 5.6) → 2(3.6 + 5.6) Trước hàm có dấu ngoặc mở: 2.0*sin(30) → 2.0sin(30) Trước một biến số, hằng số: 2A, 2y, 2π, … Sửa chửa biểu thức: có thể di chuyển con trỏ (cursor) để xóa/thêm trên biểu thức Các phép tính cơ bản cộng +, trừ -, nhân *, chia ÷ Các phép tính với các hàm: x2, x3, 1/x, n!, ln (log cơ số e), log (log cơ số 10), 10x, ex, sin, cos, tan, Abs, xy, sinh, cosh, tanh Các phép tính với các hàm: sin-1, cos-1, tan-1, sinh-1, cosh-1, tanh-1 Có thể dùng degree hay radians cho các hàm lượng giác (trigonometry) Các phép tính dựa trên nền sáu mươi (sexagesminal) của độ, phút, giây. Các phép tính cơ bản cho Base-N (hex, dec, oct, bin) Giải các phương trình: Ax + B = 0 Ax2 + Bx + C = 0 Giải hệ hai phương trình với hai ẩn số Gọi và dùng lại nội dung của (ít nhất năm) biểu thức tính toán cũ Biểu thị kết quả: Dạng số thập phân (decimal number), ví dụ 100÷7 = 14.2857142857142857142. Có thể xác định số chữ số thập phân (decimal place) của kết quả, ví dụ 100÷7 = 14.286 với 3 chữ số thập phân Dạng số khoa học (scientific number) ví dụ 100÷7 = 1.42857142857142857142E+01. Đồng thời cũng có thể xác định số chữ số có nghĩa (significant digits) của kết quả, ví dụ 100÷7 = 1.4286E+01 với 5 số chữ số có nghĩa Hướng dẫn sử dụng NỘI DUNG BÁO CÁO THUẬT TOÁN CHUYÊN DỤNG Calculator: Microsoft Calculator, hay còn gọi là Calculatortheo tiêu đề mà chương trình hiển thị, là một ứng dụng tính toán đi kèm trong tất cả các phiên bản của hệ điều hành Microsoft Windows. Chương trình có thể kích hoạt bằng lệnh "calc" trên phần lớn hệ thống Windows Smartphone: Smartphone, hay còn gọi là điện thoại thông minh, là sự kết hợp của một chiếc điện thoại và một PDA. Smartphone ưu việt hơn điện thoại thông thường ở chỗ nó được tích hợp thêm các tính năng văn phòng hỗ trợ người dùng. Ngoài ra, nếu so với PDA phone thì smartphone lại có tính ổn định về chức năng thoại và kết nối mạng tốt hơn Sơ lược hệ điều hành Android: Android là hệ điều hành trên điện thoại di động (và hiện nay là cả trên một số đầu phát HD, HD Player) phát triển bởi Google và dựa trên nền tảng Linux. Trước đây, Android được phát triển bởi công ty liên hợp Android ( sau đó được Google mua lại vào năm 2005). Theo NPD, thiết bị di động sử dụng hệ điều hành android bán được tại Mỹ trong quý II năm 2010 xếp vị trí đầu tiên với 33%, thứ 2 là BB os với 28% và iOS ở vị trí thứ 3 với 22%. Android có một cộng đồng những nhà phát triển rất lớn viết các ứng dụng cho hệ điều hành của mình.Hiện tại có khoảng 70,000 ứng dụng cho Android os và vào khoảng 100,000 ứng dụng đã được đệ trình, điều này khiến Android trở thành hệ điều hành di động có môi trường phát triển lớn thứ 2. Các nhà phát triển viết ứng dụng cho Android dựa trên ngôn ngữ Java. Sự ra mắt của Android vào ngày 5 tháng 11 năm 2007 gắn với sự thành lập của liên minh thiết bị cầm tay mã nguồn mở, bao gồm 78 công ty phần cứng, phần mềm và viễn thông nhằm mục đính tạo nên một chuẩn mở cho điện thoại di động trong tương lai. Google công bố hầu hết các mã nguồn của Android theo bản cấp phép Apache. Hệ điều hành Android bao gồm 12 triệu dòng mã; 3 triệu dòng XML, 2.8 triệu dòng mã C, 2.1 triệu mã Java và 1.75 triệu dòng mã C++ PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH Mô tả chức năng Chức năng xử lý biểu thức: Giới thiệu Bình thường, để viết một biểu thức tổng 2 số, ta viết a + b. Cách viết này gọi là trung tố (infix). Bởi vì dấu + (ta gọi là toán tử) nằm ở giữa a, b (toán hạng). Một biểu thức phức tạp hơn có thể ở dạng (a + b) * c.Ký pháp Nghịch đảo Ba Lan (Reversed Polish Notation - RPN) là dạng biểu thức hậu tố (postfix), nghĩa là toán tử nằm sau toán hạng.Theo đó, biểu thức a + b viết thành a b +; biểu thức (a + b) * c sẽ viết thành a b + c *.Phương pháp này giúp loại bỏ dấu ngoặc trong các biểu thức, cũng như không phải lưu ý tới mức ưu tiên toán tử (operator precedence).RPN là một phương tiện tốt giúp máy tính "đọc" được các biểu thức toán học, từ đó tính ra giá trị.Vậy, khi ta nhập một biểu thức toán vào một chương trình tính giá trị biểu thức, nó sẽ chuyển biểu thức về dạng RPN, sau đó mới tính toán. Toán tử nhị phân & Toán tử đơn phân: Một toán tử gọi là nhị phân khi nó tác động lên 2 toán hạng, vậy cộng (+), trừ (-), nhân ( *), chia (/) và lũy thừa (^) là toán tử nhị phân. Một toán tử gọi là đơn phân khi nó chỉ tác động lên 1 toán hạng, vậy dấu âm (-) dương (+) là toán tử đơn phân. Trình tự chuyển đổi Trước hết là tạo ba mảng chuỗi, đặt tên là number, queueChar và Stack. Number chứa các toán tử,queueChar chứa các toán tử và và vị trí các toán hạng trong và sau lúc chuyển đổi. Stack tạm thời chứa các toán tử trong lúc chờ đưa vào queueChar.Ta theo một vòng lặp từ đầu cho tới cuối biểu thức, như sau: Nếu gặp toán hạng, push vào number và push vị trí của toán hạng đó vào queueChar. Nếu gặp dấu "(", push vào Stack. Nếu gặp dấu ")", lần lượt pop các toán tử trong Stack vào queueChar cho tới khi gặp dấu "(", bấy giờ pop dấu "(" ấy bỏ đi. Nếu gặp toán tử, tạm gọi là opCurrent, kiểm tra xem toán tử trên cùng của Stack có mức ưu tiên cao hơn hoặc bằng opCurrent hay không. Nếu có thì pop nó rồi push vào queueChar, cứ vậy hoài cho tới khi gặp một toán tử có mức ưu tiên nhỏ hơn opCurrent, hoặc khi Stack trống rỗng, thì dừng, bấy giờ push opCurrent vào Stack. Mức ưu tiên toán tử (thấp lên cao): dấu ngoặc < cộng, trừ < nhân chia < lũy thừa < dấu âm/dương (cộng trừ đơn phân). Cuối cùng, lần lượt pop các phần tử trong Stack và push vào queueChar cho tới hết. Ví Dụ: Biểu thức cần chuyển đổi: 3+4*2/(1-5) Chuỗi kí tự Thao tác Stack number queueChar Chuỗi hậu tố 3 Ghi 3 vào number 3 -0 3 + Push + vào Stack + 3 -0 3 4 Ghi 4 vào number + 3 4 -0 -1 -2 3 4 * Push * vào Stack + * 3 4 -0 -1 -2 3 4 2 Ghi 2 vào number + * 3 4 2 -0 -1 -2 3 4 2 / Lấy * ra khỏi stack, ghi vào queueChar, push / + / 3 4 2 -0 -1 -2 * 3 4 2 * ( Push (vào Stack + / ( 3 4 2 -0 -1 -2 * 3 4 2 * 1 Ghi 1 vào number + / ( 3 4 2 1 -0 -1 -2 * -3 3 4 2 * 1 - Push - vào Stack + / ( - 3 4 2 1 -0 -1 -2 * -3 3 4 2 * 1 5 Ghi 5 vào number + / ( - 3 4 2 1 5 -0 -1 -2 * -3 -4 3 4 2 * 1 5 ) Pop cho đến khi lấy được (, ghi các toán tử pop được ra number + / 3 4 2 1 5 -0 -1 -2 * -3 -4 - 3 4 2 * 1 5 - Pop tất cả các toán tử ra khỏi Stack và ghi vào queueChar 3 4 2 1 5 -0 -1 -2 * -3 -4 - / + 3 4 2 * 1 5 - / + Trình tự tính toán Tạo một ngăn xếp nữa gọi là StackTinh.Xét từng phần tử của queueChar, từ thấp lên cao (từ đầu về cuối). Nếu gặp toán hạng thì push vào StackTinh. Nếu gặp toán tử nhị phân, pop hai phần tử từ StackTinh, thực hiện phép toán, push kết quả trở lại StackTinh. Nếu gặp toán tử đơn phân, pop một phần tử từ StackTinh, thực hiện phép toán, push kết quả trở lại StackTinh. Kết quả cuối cùng là phần tử trên cùng của StackTinh. LƯU ĐỒ KÍ PHÁP BALAN Chức năng cộng, trừ , nhân, chia: Để cộng trừ nhân chia ta dùng hàm Priority(char x) với giá trị return=0 để kiểm tra toán hạng, Priority (char x) với giá trị return =2 cho toán tử ‘+’ và ‘-‘ giá trị return = 1 cho toán tử ‘*’ và ‘/’ để so sánh độ ưu tiên toán tử cuối cùng chuyển sang dạng hậu tố bằng hàm Convert () và tính kết quả bằng hàm tinhtoan(). LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN ĐỘ ƯU TIÊN Cộng, trừ: Cho biểu thức: 2 – (3.1 + 2). Sau khi chuyển sang hậu tố bằng hàm Convert(); sẽ có dạng: 2 3.1 2+- Dùng hàm Pushstacktinh() để chuyển các toán hạng và các toán tử vào 2 mảng number[] và queueChar[] và ta sẽ được như sau: number[]={2,31,2} queueChar[]={-0,-,-1,+,-2} Mảng number[] chứa các toán hạng Mảng queueChar[] chứa các toán tử. Với phép toán cộng: Khi gặp phép “+” 2 toán hạng sẽ được chuyển vào 2 chuỗi bằng hàm pushStackTinh(char x[]); Vd: 3.45 + 65.2 Number [n][] = [‘3’,’.’,’4’,’5’] và Number[n+1][]= [‘6’,’5’,’.’,’2’] Với phép cộng ta có 4 trường hợp, cần phải đưa về dạng đơn giản nhất đó là a+b hoặc a-b : a + b à a + b -a + b à b - a a + -b à a - b -a + -b à a +b (dấu trừ thêm vào kết quả sau) Sau đó thực hiện phép cân bằng hai mảng a và b với hàm char *check_balance(char x[],char y[]); nhằm cân bằng hai mảng 03.45 + 65.20 Sau đó lần lượt cộng hay trừ từng phần tử tùy thuộc vào trường hợp từ 2 mảng vào mảng kq[] bằng hàm char *cong(char x[],char y[]) hoặc char *tru(char x[],char y[]) trong trường hợp này dung char *cong(char x[],char y[]) ta được kết quả: 68.65 Nếu trường hợp không cần thêm dấu trừ thì bỏ qua giao đoạn thêm dấu trừ sau đó hàm trả về chuỗi kq Code: public final double cong(String st1, String st2) { int sl, i; double so1, so2, kq; sl = ss(st1, st2); // so sanh vi tri cua dau cham dong so1 = Double.parseDouble(st1); so2 = Double.parseDouble(st2); for (i = 0; i < sl; i++) // nhan 10 de 2 so mat dau cham { so1 = so1 * 10; so2 = so2 * 10; } kq = so1 + so2; for (i = 0; i < sl; i++) // chia 10 de tra ve ket qua dung { kq = kq / 10; } return kq; } Với phép toán trừ: Khi gặp phép “-” 2 toán hạng sẽ được chuyển vào 2 chuỗi bằng hàmpushStackTinh(char x[]); Vd: 3.45 - 65.2 Number [n][] = [‘3’,’.’,’4’,’5’] và Number[n+1][]= [‘6’,’5’,’.’,’2’] Với phép trừ ta có 4 trường hợp, cần phải đưa về dạng đơn giản nhất đó là a+b hoặc a-b : a - b àa - b -a - b àa + b (dấu trừ thêm vào kết quả sau) a - -b àa + b -a - -b àb - a (dấu trừ thêm vào kết quả sau) Sau đó thực hiện phép cân bằng hai mảng a và b với hàm check_balance(); nhàm cân bằng hai mảng 03.45 - 65.20 Sau đó lần lượt cộng hay trừ từng phần tử tùy thuộc vào trường hợp từ 2 mảng vào mảng kq[] bằng hàm char *cong(char x[],char y[]) hoặc char *tru(char x[],char y[]) trong trường hợp này dùng char *tru(char x[],char y[]) Tại Hàm Char * tru, so Sánh từng phần tử [i] ở 2 mảng a và b nếu a[i]<b[i] thì sẽ hoán đổi vị trí và kết thúc quá trình trừ 2 mảng kết quả sẽ được thêm dấu ‘-‘ : 65.20 - 03.45 Kiểm Tra 2 chuỗi có phải số 0.0 hay không nếu một trong hai số là số 0.0 thì kết quả sẽ trả về giá trị còn lại mà không cần qua bước tính toán : Ví dụ: 0.000 - 4.123 à kq= -4.123 4.123 - 0.000 à kq=4.123 Thực hiện trừ lần lược từng phần tử từ hai chuỗi ta được kết quả: 61.75 Code: public final double tru(String st1, String st2) { int sl, i; double so1, so2, kq; sl = ss(st1, st2); // so sanh vi tri cua dau cham dong so1 = Double.parseDouble(st1); so2 = Double.parseDouble(st2); for (i = 0; i < sl; i++) // nhan 10 de 2 so mat dau cham { so1 = so1 * 10; so2 = so2 * 10; } kq = so1 - so2; for (i = 0; i < sl; i++) // chia 10 de tra ve ket qua dung { kq = kq / 10; } return kq; } LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CỘNG, TRỪ Lưu đồ giải thuật đưa các trường hợp đặc biệt của cộng trừ thành dạng đơn giản Lưu đồ giải thuật thực hiện việc cân bằng số chữ số đàng trước vào sau dấu chấm động Lưu đồ giải thuật phép cộng Lưu đồ giải thuật phép trừ Chức năng nhân, chia: Cho biểu thức: 2.1 * 3 / 4.22. Sau khi chuyển sang hậu tố bằng hàm Convert(); sẽ có dạng: 2.1 3 * 4.22 / Dùng hàm Pushstacktinh() để chuyển các toán hạng và các toán tử vào 2 mảng number[][] và queueChar[][] và ta sẽ được như sau: number[]={2,31,2} queueChar[]={-0,*,-1,/,2} Mảng number[] chứa các toán hạng Mảng queueChar[] chứa các toán tử. Với phép toán nhân: Khi gặp phép “*” 2 toán hạng sẽ được chuyển vào 2 chuỗi bằng hàm pushStackTinh(char x[]); Vd: 3.45 * 65.2 Number [n][] = [‘3’,’.’,’4’,’5’] và Number[n+1][]= [‘6’,’5’,’.’,’2’] Với phép nhân ta có 4 trường hợp, cần phải đưa về dạng đơn giản nhất đó là a*b a * b à a * b -a * b à a * b (dấu trừ thêm vào kết quả sau) a * -b à a * b (dấu trừ thêm vào kết quả sau) -a * -b à a * b (bỏ dấu trừ ) Sau đó thực hiện phép loại bỏ dấu chấm động ở mảng a và b với hàm char * check_balance1() để tính số kí tự cần lùi sau dấu phẩy là 2n khi có kết quả 65.2 * 3.456 65200 * 3456 Sau đó lần lượt vừa nhân từng phần tử từ mảng b[] cho mảng a[] vừa cộng dồn vào chuỗi kết quả một cách lần lượt ta có các mảng kq sau: 391200 326000 3651200 260800 29731200 195300 225331200 Chèn dấu chấm động vào vị trí 2n với n là số chữ số đằng sau dấu ‘.’ Bắt đầu từ vị trí cuối cùng đếm ngược về ta có được kết quả: 225.331200 Code: public final double nhan(String st1, String st2) { int vt1, vt2, i, kt1, kt2; double t, x, y; // Truong hop dat biet nhan 0 if (st1.charAt(0) == '0' && st1.length() == 1 || st2.charAt(0) = '0' && st2.length() == 1) { return 0; } kt1 = 0; kt2 = 0; vt1 = tim(st1); vt2 = tim(st2); // Lam mat dau tru truoc so am de tro thanh so duong if (st1.charAt(0) == '-') { st1=st1.substring(0, 0) + st1.substring(0 + 1); kt1 = 1; } if (st2.charAt(0) == '-') { st2=st2.substring(0, 0) + st2.substring(0 + 1); kt2 = 1; } //Truong hop dat biet nhan 1 if (st1.charAt(0) == '1' && st1.length() == 1 || st2.charAt(0) = '1' && st2.length() == 1) { x = Double.parseDouble(st1); y = Double.parseDouble(st2); t = x * y; if (kt1 == 1) { t = t * -1; } if (kt2 == 1) { t = t * -1; } return t; } //Bat dau xu ly nhan 2 so vt1 = tim(st1); vt2 = tim(st2); //Di chuyen dau cham dong if (vt1 > 1) { st1 = st1.substring(0, vt1) + st1.substring(vt1 + 1); st1 = new StringBuffer(st1).insert(1, ".").toString(); } if (vt2 > 1) { st2 = st2.substring(0, vt2) + st2.substring(vt2 + 1); st2 = new StringBuffer(st2).insert(1, ".").toString(); } x = Double.parseDouble(st1); y = Double.parseDouble(st2); t = x * y; //Tim vi tri dat dau cham dong trong ket qua if (vt1 > 0) { if (vt2 > 0) { vt1 = vt1 + vt2 - 2; } else { vt1 = vt1 - 1; } } else if (vt2 > 1) { vt1 = vt2 - 1; } for (i = 0; i < vt1; i++) { t = t * 10; } // Neu 2 so ban dau la am thi ket qua nhan -1 if (kt1 == 1) { t = t * -1; } if (kt2 == 1) { t = t * -1; } return t; } Với phép toán chia: Khi gặp phép “/” 2 toán hạng sẽ được chuyển vào 2 chuỗi bằng hàm pushStackTinh(char x[]); Vd: 3.45 / 65.2 Number [n][] = [‘3’,’.’,’4’,’5’] và Number[n+1][]= [‘6’,’5’,’.’,’2’] Với phép chia ta có 4 trường hợp, cần phải đưa về dạng đơn giản nhất đó là a/b a / b à a / b -a / b à a / b (dấu trừ thêm vào kết quả sau) a / -b à a / b (dấu trừ thêm vào kết quả sau) -a / -b à a / b (bỏ dấu trừ ) Sau đó thực hiện phép loại bỏ dấu chấm động ở mảng a và b với hàm char * check_balance3() Sau đó thực hiện phép cân bằng hai mảng a và b với hàm check_balance3(); nhàm cân bằng số chữ số đằng sau dấu phẩy 65.2 / 3.456 Ta được 2 chuỗi a và b 65200 / 3456 Đưa 2 chuỗi a va b để thưc hiện phép chia vào hàm char *chia(char a[],char b[]); Chuyển dạng 2 chuỗi a và b thành 2 số nguyên kiểu unsigned long int Ta được 2 số x y sau và thực hiện phép chia : 65200/3456 = 18 dư 2992 -> chèn 18 vào mảng kq[] Chèn dấu chấm động vào mảng kq[]. Tiếp tục lấy phần du chia cho số hạng b, nếu số chia cho b nhỏ hơn b thì nhân số chia cho 10 cứ tiếp tục thực hiện công việc đó cho đến khi dư = 0 đối với phép chia có hạn: 29920 / 3456 = 8 dư 2272 -> chèn 8 vào chuỗi kq[] 22720 / 3456 = 6 dư 1984 -> chèn 6 vào chuỗi kq[] Đối với phép chia có giới hạn ta chỉ lấy 10 con số sau dấu ‘.’ , ta có kết quả như sau: 18.86574074 Code : public final double chia(String st1, String st2) { int vt1, vt2, i, kt1, kt2, kt3; kt1 = kt2 = kt3 = 0; String tam; double t,x,y; //Truong hop dat biet 0 chia cho 1 so if (st2.charAt(0) == '0' && st2.length() == 1) { return 0; } //Truong hop dat biet chia cho 0 if (st1.charAt(0) == '0' && st1.length() == 1) { return 0; } vt1 = tim(st1); vt2 = tim(st2); //So am --> so duong if (st1.charAt(0) == '-') { st1 = st1.substring(0, 0) + st1.substring(0 + 1); kt1 = 1; } if (st2.charAt(0) == '-') { st2 = st2.substring(0, 0) + st2.substring(0 + 1); kt2 = 1; } //Chia cho 1 if(st2.charAt(0) == '1' && st2.length() == 1) { x = Double.parseDouble(st1); t = x; if(kt1 == 1) { t = t / (-1); } if(kt2 == 1) { t = t / (-1); } return t; } x = Double.parseDouble(st1); y = Double.parseDouble(st2); //So chia phai lon hon so bi chia if(x < y) { tam = st1; st1 = st2; st2 = tam; kt3 = 1; } //So bi chia la 1 if(st2.charAt(0) == '1' && st2.length() == 1) { t = y; if(kt1 == 1) { t = t / (-1); } if(kt2 == 1) { t = t / (-1); } return 1/t; } vt1=tim(st1); vt2=tim(st2); //Xu ly dau cham dong if (vt1 > 1) { st1 = st1.substring(0, vt1) + st1.substring(vt1 + 1); st1 = new StringBuffer(st1).insert(1, ".").toString(); } if (vt2 > 1) { st2 = st2.substring(0, vt2) + st2.substring(vt2 + 1); st2 = new StringBuffer(st2).insert(1, ".").toString(); } x = Double.parseDouble(st1); y = Double.parseDouble(st2); t = x / y; //Tim vi tri dat dau cham dong trong ket qua if(vt1 > 0) { if(vt2 > 1) { vt1 = vt1 - vt2; } else { vt1 = vt1 - 1; } } else if(vt2 >= 1) { vt1 = vt2 - 1; } if(vt1 == vt2 && vt2 == 0) { vt1 = 0; } if(kt3 == 1) { vt1 = vt1 * (-1); } if(vt1 > 0) { for(i = 0; i < vt1; i++) { t = t * 10; } } else { vt1 = vt1 * (-1); for(i = 0; i < vt1; i++) { t = t / 10; } } if(kt1 == 1) { t = t * (-1); } if(kt2 == 1) { t = t * (-1); } if(kt3 == 1) { t = 1 / t; } return t; } LƯU DỒ GIẢI THUẬT PHÉP NHÂN LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT PHÉP CHIA Chức năng các hàm được yêu cầu Lũy thứa, bình phương, lập phương, giai thừa, ex: Với phép toán giai thừa: áp dụng công thức Code: private int gt(String a) { int n = Integer.parseInt(a); int kq = 1; while(n != 1) { kq = kq * n; n--; } return kq; } Với phép toán bình phương: áp dụng công thức Code: public final double sqr(String x) { double t = nhan(x, x); return t; } Với phép toán lập phương: áp dụng công thức Code: public final double cube(String x) { double t = nhan(new Double(nhan(x, x)).toString(), x); return t; } Với phép toán lũy thừa số mũ nguyên dương: áp dụng công thức Code: public final double lt(String x, String n) { int i, j; double t = 1; double y; y = Double.parseDouble(x); j = Short.parseShort(n); for (i = 0; i < j; i++) { t = nhan(new Double(t).toString(), new Double(y).toString()); } return t; } Với phép toán ex: áp dụng công thức Code: private double powe(String a) { double kq = 1, tu, mau, ps; for (int i = 1; i < 20; i++) { tu = lt(a, new Integer(i).toString()); mau = gt(new Integer(i).toString()); ps = chia(new Double(tu).toString(), new Double(mau).toString()); kq = cong(new Double(kq).toString(),new Double(ps).toString()) ; } return kq; } Căn bậc 2, bậc 3, bậc y, trị tuyệt đối Với phép toán trị tuyệt đối: áp dụng công thức Code: private double abs(String a) { double x = Double.parseDouble(a); if (x < 0) { x = nhan(a, "-1"); } return x; } Với phép toán căn bậc 2: áp dụng công thức Ví dụ: Tính , đến 6 con số đáng kể Do đó, Code: public final double sqrt(String a) { double x = Double.parseDouble(a); if (x < 0) { return 0; } if (x == 0) return 0; double xn, ketqua, tam; xn = chia(new Double(cong(a, "1")).toString(), "2"); do { ketqua = xn; xn = nhan("0.5", new Double(chia(new Double(cong(new Double(xn).toString(), a)).toString(), new Double(xn).toString())).toString()); tam = tru(new Double(xn).toString(), new Double(ketqua).toString()); if (tam < 0) tam = -tam; } while (tam > eps); return xn; } Với phép toán căn bậc 3: áp dụng công thức ln, log: Với phép toán lnx: áp dụng công thức Code: private double ln(String a) { double x = Double.parseDouble(a); double ps = chia(new Double(tru(a, "1")).toString(), new Double(cong(a, "1")).toString()); double kq = ps, t1, t2, t; if (x > 0) { for (int i = 1; i < 20; i++) { t1 = 1/i; t2 = lt(new Double(ps).toString(), new Double(t1).toString()); t = nhan(new Double(t1).toString(), new Double(t2).toString()); kq = cong(new Double(kq).toString(), new Double(t).toString()); i++; } } kq = nhan(new Double(kq).toString(), "2"); return kq; } Với phép toán logx: áp dụng công thức Code: private double log(String a) { double kq = 0; double x = Double.parseDouble(a); String ln10; if (x <= 0) { return 0; } else { ln10 = "2.30258509299404568"; x = ln(a); kq = chia((new Double(x)).toString(), ln10); return kq; } } Các hàm lượng giác Hàm sin: áp dụng công thức Code: private double sin(String a) { double x = Double.parseDouble(a); //Doi ra gia tri radian x = nhan(a, "3.14159265358979324"); x = chia((new Double(x)).toString(), "180"); double kq = x, tu, ps; int mu = 3, mau; //sinx = x - (x^3)/3! + (x^5)/5! - (x^7)/7! + ... for (int i = 2; i < 20; i++) { tu = lt(new Double(x).toString(), new Integer(mu).toString()); mau = gt(new Integer(mu).toString()); ps = chia(new Double(tu).toString(), new Integer(mau).toString()); if (mu % 2 == 1) kq = tru(new Double(kq).toString(), new Double(ps).toString()); else kq = cong(new Double(kq).toString(), new Double(ps).toString()); mu += 2; } return kq; } Hàm cos: áp dụng công thức Code: public final double cos(String a) { double x; x = Double.parseDouble(a); x = x + 90; x = sin(new Double(x).toString()); return x; } Hàm tan: áp dụng công thức Code: private double tan(String a) { double t, t1; t = sin(a); t1 = cos(a); if (t1 == 0) { return 0; } t = chia((new Double(t)).toString(), (new Double(t1)).toString()); return t; } Hàm sinh: áp dụng công thức Code: public final double sinh(String a) { return chia(new Double(tru(new Double(powe(a)).toString(), new Double(powe("-" + a)).toString())).toString(), "2"); } Hàm cosh: áp dụng công thức Code: public final double cosh(String a) { return chia(new Double(cong(new Double(powe(a)).toString(), new Double(powe("-" + a)).toString())).toString(), "2"); } Hàm tanh: áp dụng công thức Code: public final double tanh(String a) { return chia(new Double(sinh(a)).toString(), new Double(cosh(a)).toString()); } Phương trình bậc 1, bậc 2 Phương trình bậc 1: Cho phương trình ax + b = 0 Với a=0 thì xét b: . Nếu b=0 à phương trình có vô số nghiệm . Nếu b0 à phương trình vô nghiệm Với a0 thì xét b: . Nếu b=0 à phương trình có nghiệm x = 0 . Nếu b0 àphương trình có nghiệm x = Code: private String PTB1(String a, String b) { double soa, sob; soa = Double.parseDouble(a); sob = Double.parseDouble(b); if (soa != 0) { if (sob != 0) return new Double(chia("-" + b, a)).toString(); else return "Phương trình có vô số nghiệm"; } else return "Phương trình vô nghiệm"; } Phương trình bậc 2: Cho phương trình ax2 + bx + c =0 Với a=0 thì xét b và c : . Nếu b=0 & c0 à phương trình có vô số nghiệm . Nếu b=0 & c 0 à phương trình vô nghiệm . Nếu b0 & c0 à phương trình đã cho trở về dạng bậc nhất ax+b=0 : phương trình này có 1 nghiệm duy nhất đó là  . Với a0 tính delta=b2-4ac . Nếu delta < 0 à phương trình vô nghiệm . Nếu delta = 0 à phương trình có nghiệm kép . Nếu delta > 0 à phương trình có hai nghiệm phân biệt Code: private String PTB2(String a, String b, String c) { double result, soa, sob, soc, x1 = 0, x2 = 0; soa = Double.parseDouble(a); sob = Double.parseDouble(b); soc = Double.parseDouble(c); if (soa == 0) { if (sob == 0) { if (soc == 0) return "Phương trình có vô số nghiệm"; else return "Phương trình vô nghiệm"; } else { result = chia("-" + c, b); return new Double(result).toString(); } } else { double t = nhan("4", new Double(nhan(a, c)).toString()); double delta = tru(new Double(sqr(b)).toString(), new Double(t).toString()); if (delta < 0.0) ; else if (delta == 0) { result = chia("-" + b, new Double(nhan("2", a)).toString()); } else { double ds = lt(new Double(delta).toString(), "0.5"); double mau = nhan("2", a); x1 = chia(new Double(cong(new Double(sqr(b)).toString(), new Double(ds).toString())).toString(), new Double(mau).toString()); x2 = chia(new Double(tru(new Double(sqr(b)).toString(), new Double(ds).toString())).toString(), new Double(mau).toString()); } } return "Phương trình có 2 nghiệm phân biệt:\n" + "x1 = " + new Double(x1).toString() + "\n" + "x2 =" + new Double(x2).toString(); } Các form chính của chương trình và hướng dẫn sử dụng Các nút sin, cos, tan, sinh, cosh, tanh khi click vào sẽ hiển thị thêm dấu “(“, ket thúc nên them dấu “)” để chương trình hiểu và thực thi đúng Đối với các hàm khác cũng gần giống như Calculator của Windows x2: sqr( xy: ^ x3: cube( n!: ! y√x: yroot 3√x: cuberoot( 10x: 10^ Π: PI Ln: ln Log: log 0 à 9: 0 à 9 +, - , *, /: +, -, *, / √x: sqrt( ±: - %: % 1/x: 1/ Sin, cos, tan: sin(, cos(, tan( Sinh, cosh, tanh: sinh(, cosh(, tanh( Ví dụ: Ta muốn nhập biểu thức 2*(3.6 + log(5 + 3÷4.1) – sin(29.7)) – e2.7 * 82 Lần lượt click các nút 2 * ( 3 . 6 + log ( 5 + 3 / 4 . 1) – sin( 2 9 . 7 ) ) – e^ 2 . 7 * sqr(8) Click vào nút “=” chương trình sẽ trả về kết quả và xoá biểu thức ta vừa nhập để có thể nhập biểu thức khác Đánh giá kết quả Nhóm đã thực hiện 3 yêu cầu chính đó là Tính toán phép tính dưới dạng biểu thức đưa vào Tính toán bốn phép tính cơ bản có dấu chấm động đó là cộng, trừ, nhân, chia Một số hàm yêu cầu đã thực hiện đó là Hàm sin Hàm cos Hàm tan Hàm sinh Hàm cosh Hàm tanh Hàm ln Hàm log Hàm ex Hàm bình phương Hàm lập phương Hàm xy với số mũ nguyên dương Giải phương trình bậc 1 Giai phương trình bậc 2 Hàm căn bậc hai phục vụ cho giải phương trinh bậc 2 Chất lượng: Các phép tính cộng, trừ, nhân, chia đã hoàn thiện ko gây ra những lỗi nhỏ làm sai số lớn. Tuy nhiên chưa thể thực hiện việc thay đổi các nút sin, cos,… nên chưa thể thực thi các hàm sin-1, cos-1, … Và hàm xy chỉ áp dụng được cho số mũ nguyên dương Chưa thể tạo ra activity mới thực thi hàm giải phương trình bậc 1, bậc 2 NHỮNG KỶ THUẬT VÀ HƯỚNG MỞ RỘNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH Những kĩ thuật và công nghệ đã áp dụng trong chương trình Đối với chương trình của chúng tôi thì chúng tôi đã xây dựng nó trên ngôn ngữ lập trình là Java, trên nền của Eclipse và kĩ thuật chúng tôi sử dụng phổ biến ở đây là hướng đối tượng, mọi cái đều được gọi thông qua đối tượng. Ngoài ra, để giúp cho chương trình hoàn thiện hơn thì chúng tôi đã sử dụng thêm phần xử lý luồng trong chương trình.Đây quả thật là một công việc hơi quá sức đối với chúng tôi, nhưng từ tinh thần quyết tâm và chịu khó của cả nhóm thì cuối cùng công việc cũng đã hoàn tất. Hướng mở rộng chương trình Do độ khó của yêu cầu được đặt ra nên còn một vài các yêu cầu chúng tôi vẫn chưa thực hiện được, nhưng nhóm sẽ quyết tâm giải quyết các vấn đề còn lại trong tương lai: Các phép tính dựa trên nền sáu mươi (sexagesminal) của độ, phút, giây; Các phép tính cơ bản cho Base-N (hex, dec, oct, bin); Giải hệ hai phương trình với hai ẩn số;Các phép tính với các hàm: xy với số mũ thực, sin-1, cos-1, tan-1, sinh, cosh, tanh, sinh-1, cosh-1, tanh-1. KẾT LUẬN Sau khi xây dựng xong chương trình này thì nhìn chung chúng tôi tự nhận thấy đã hoàn thành tốt phần nào những yêu cầu của đề tài đặt ra, và cả những mục tiêu mà nhóm chúng tôi đã tự đặt ra cho chính mình. Nhưng bên cạnh đó trong quá trình làm thì còn những mục tiêu mà chúng tôi tự nhận thấy là mình chưa thực hiện tốt lắm và những thiếu sót trong quá trình thực hiện. Bài học mà chúng tôi rút ra được trong đợt làm đề tài theo nhóm điều đầu tiên là sự đòan kết - nhất trí của nhóm và trong khi thực hành thì đòi hỏi chúng ta phải có sự linh hoạt cao hơn rất nhiều so với khi học lý thuyết. Qua đó thì khả năng tự tìm hiểu sáng tạo được nâng cao và khả năng làm việc theo nhóm cũng vậy. Không chỉ dừng lại ở đó mà chúng tôi còn hiểu rõ hơn, sâu hơn công nghệ Java nói riêng, nền tảng Eclipse nói chung và quan trọng nhất là việc xử lý luồng cho chương trình, nó giúp cho chương trình được linh hoạt hơn rất nhiều, cũng như việc sử dụng các tiện ích, phần mềm hỗ trợ khác để giúp cho chương trình hoàn thiện hơn, chuyên nghiệp hơn. TÀI LIÊU THAM KHẢO Lập trình hướng đối tượng Java, Nguyễn Tiến – Nguyễn Văn Hoài – Đặng Xuân Hường, Nhà xuất bản Thống Kê Wikipedia.org và các tư liệu tham khảo các tư liệu trên mạng