#13 [Java] 사칙연산 계산기

📌 사칙연산 계산기 설계

 

📌 사칙연산 계산기 구현

💻 Loader.java

package loader;


import front.Front;

public class Loader {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Loading...\n"); 
		Front front = new Front(1); // 인자 1과 함께 frontend 생성자 호출 
		System.out.println("Closing...");
	}
}

💻 Front.java

package front;

import java.util.Scanner;

import back.Back;

public class Front {

	public Front (int recordIdx) {
		this.controller(recordIdx);
	}

	private void controller(int recordIndex) { // controller 메서드
		Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 스캐너 객체 생성
		String title = this.makeTitle(); // String title 객체에 makeTitle의 return 값 (***** JS Framework Calculator v1.0
											// ***** ... ) 저장
		String[][] menu = { { "EXIT", "프로그램을 종료합니다.~" }, { "메인", "연산하기", "끝내기" },
				{ "연산", "새로운 연산", "이어서 연산", "이전화면" } }; // String menu 2차원 배열 객체 생성
		String userData = new String(); // 입력받아서 저장할 String 객체 생성
		String message = new String(); // 오류 발생시 오류메세지를 저장할 message 객체 생성
		int selectMenu; // String인 userData를 int형으로 바꾼 selectMenu
		boolean loopCheck = true; // loopCheck의 초기값은 true

		while (true) {// 반복문 시작
			this.display(title); // (***** JS Framework Calculator v1.0 ***** ... )출력
			if (message != null) // (오류)메세지가 null값이 아니라면
				this.display(message); // (오류)메세지 출력
			this.display(this.makeSubMenu(menu[recordIndex])); 
			/* recordIndex에 해당하는 배열 menu 요소 (1차원 배열)을 makeSubMenu에 인자로 넣어서 출력 
			 * ( [ 메인 ]______________________________________ 
			 * 				1. 연산하기 0. 끝내기 ...)
			*/
			if (!loopCheck) // loopCheck가 false면 break; else 없음
				break; // 반복하다가 loopCheck가 false면 break...

			userData = this.userInput(scanner);// userData를 scanner로 입력받음

			if (this.isInteger(userData)) { // String userData가 정수로 변환할 수 있는지 확인 (boolean으로 리턴됨), if가 true면(정수로 바꿀 수
											// 있으면) 실행
				selectMenu = this.convertToInteger(userData); // selectMenu(int)에 userData를 정수로 변환한 값
																// 대입(convertToInteger() => String -> int)
				if (this.isIntegerRange(selectMenu, 0, menu[recordIndex].length - 2)) { // selectMenu(int)가 선택할 수 있는 값
																						// 내에 있는지 확인
					message = null; // 선택할 수 있는 범위 내에 있다면 message를 null로 초기화
					recordIndex += (selectMenu == 0) ? -1 : 1; // 사용자가 0을 선택한게 아니라면 recordIndex 값에 +1을 하고 0을 선택했다면 -1(이전
																// 메뉴으로 돌아감)
					if (recordIndex == 0) { // recordIndex가 0이라면 ([Exit] ~~~ )
						loopCheck = false; // loopCheck = false로 while문 빠져나옴
					} else if (recordIndex >= 2) { // recordIndex가 2보다 클 때 (메인->연산)
						recordIndex = this.operator(title, menu[recordIndex], scanner);
						// operator메서드에서 return한 값(1)을 recordIndex에 재할당(메인 인덱스가 됨)
					}
				} else { // selectMenu가 범위내 숫자가 아닐경우 오류메세지 출력
					message = "[ 0~" + (menu[recordIndex].length - 2) + " 범위내 숫자를 입력해주세요]\n\n";
				}
			} else {// userData가 int가 아닐경우 오류 메세지 출력
				message = "[ 숫자로 입력해 주세요 ]\n\n";
			}
		}
		scanner.close();
	}

	private String makeTitle() { // 타이틀을 만드는 메서드
		StringBuffer title = new StringBuffer(); // String 버퍼에 문자열을 추가(굳이 String Buffer 쓸필요 없음)
		title.append("****************************************************\n\n");
		title.append("	    JS Framework Calculator  v1.0\n");
		title.append("		           Designed By Lee Yerim\n\n");
		title.append("****************************************************\n\n");
		return title.toString(); // 타이틀을 만들어서 String을 호출했던 메서드로 반환
	}

	/*
	 * [ MAIN ]________________________________________
	 * 
	 * 1. 연산하기 0. 끝내기 __________________________________ select :
	 */
	private String makeSubMenu(String[] menu) { // 배열을 인자로 받아 String으로 만들어주는 메서드 (위와 같은 형태로)
		StringBuffer subMenu = new StringBuffer();
		subMenu.append("  [ " + menu[0] + " ]");
		subMenu.append(" _____________________________________");
		for (int underBar = 0; underBar <= 4 - menu[0].length(); underBar++) {
			subMenu.append("_");
		}
		subMenu.append("\n\n");
		if (menu.length <= 2) {
			subMenu.append("    " + menu[menu.length - 1] + "  \n");
			subMenu.append("  ________________________________________________\n");
		} 
		else {
			for (int colIdx = 1; colIdx < menu.length; colIdx++) {
				if (colIdx == menu.length - 1) {
					subMenu.append("0. " + menu[colIdx] + "  \n");
				} 
				else {
					subMenu.append("    " + colIdx + ". " + menu[colIdx] + "     ");
				}
			}
			subMenu.append("  __________________________________ select : ");
		}
		return subMenu.toString(); // String 으로 반환해서 호출했던 메서드로 반환
	}

	/*
	 * 사용자 입력 전용 메서드 고려사항 : 1. 숫자로 변환이 불가능한 데이터가 입력되어질 경우 해결방안 2. Scanner Class의
	 * Life Cycle과 Performance
	 */
	private String userInput(Scanner scanner) { // 사용자 입력을 받는 userInput 메서드
		return scanner.next();
	}

	/* 정수 변환여부 체크 */
	private boolean isInteger(String value) { // String 값을 받아서 정수로 변환할 수 있는지 확인 후, boolean값을 호출했던 메서드로 반환 (true,false)
		boolean isResult = true; // isResult의 초기값은 true
		try { // value를 int로 변환해보고
			Integer.parseInt(value);
		} catch (Exception e) { // 안되면 true 였던 isResult에 false 대입
			isResult = false;// e.printStackTrace();
		}
		return isResult; // boolean 값인 isResult를 반환 -> 호출했던 메서드로 다시 돌아감
	}

	/* 문자 >> 정수 변환 */
	private int convertToInteger(String value) { // String 객채 (value)를 받아서
		return Integer.parseInt(value); // String value를 int형으로 바꾼 값을 호출했던 메서드로 반환
	}

	/* 정수의 범위 체크 */
	private boolean isIntegerRange(int value, int starting, int last) { // 정수의 범위를 확인하는 메서드, (비교할 값, 최솟값, 최댓값)을 받아서 범위내에
																		// 있으면 boolean값을 호출했던 메서드로 반환
		return (value >= starting && value <= last) ? true : false; // 범위내에 있으면 true return, 범위 내에 없으면 false return
	}

	/* 출력 전용 메서드 */
	private void display(String text) { // String값을 출력
		System.out.print(text);
	}

	/* 연산 Controller */
	private int operator(String title, String[] menu, Scanner scanner) { // title = (***** JS Framework Calculator v1.0
																			// ***** ... ),
		// menu = {"연산", "새로운 연산", "이어서 연산", "이전화면"} (menu[2]), scanner객체
		Back backend = new Back(); // 연산을 수행할 backend 생성자 호출
		int[] data = new int[4]; // 연산할 값과 연산자를 저장할 int형 배열 data[4] 선언 0으로 초기화됨
		String[] subTitle = { "숫자를 입력해주세요 ", "연산자를 선택해주세요", "숫자를 입력해주세요", "연산결과" }; // title로 쓸 String형 배열 선언+할당
		String temp = new String(); // 사용자의 입력값을 임시로 저장할 temp String형 변수 선언
		String message = new String(); // 오류 메세지 String을 담을 String 객체 생성
		boolean loopCheck = true; // while문을 제어할 loopCheck 선언 초기값 true
		boolean isFormula = false; // 수식을 출력할지 말지 제어할 isFormula 선언, 초기값 false
		boolean run = true; // while문을 제어할 run 선언 초기값 true
		int step = 12; // step의 초기값은 12

		while (run) { // 반복문 1(run)
			while (loopCheck) { // 반복문 2(loopCheck)
				this.display(title); // title출력 (***** JS Framework Calculator v1.0 ***** ... )
				switch (step) {// 초기값 : 12로 시작
				case 12:
				case 22:
				case 32:
				case 42: // step의 값이 12,22,32,42일 경우
					this.display(makeSubTitle(subTitle[(step / 10) - 1]));
					// 12일경우 subTitle[0]("숫자를 입력해주세요 "), (12/10)-1 = 0이라서.
					// 22일 경우 subTitle[1]("연산자를 선택해주세요"),
					// 32일 경우 subTitle[2]("숫자를 입력해주세요"),
					// 42일 경우 subTitle[3]("연산결과") 출력
					if (message != null) { // String message에 할당된 값이 있다면
						this.display(message + "\n"); // 출력
						message = null;// 출력후에 message에 할당된 값을 초기화 (null)
					}
					if (isFormula) { // data[0]에 값을 넣은 상태가 아니라면 수식을 출력하지 않아도됨
						// -> 제어하기 위한 isFormula (초기값 false니까 새로 연산에서 첫번째 숫자 입력시 수식이 출력되지 않음)
						if (step != 42) // step이 42가 아닌경우(결과값 출력할때 제외) 수식 출력
							this.display(" [수식] ");
						for (int dataIdx = 0; dataIdx < data.length; dataIdx++) { // 수식을 출력 (4번 반복)
							if (data[dataIdx] != 0) {// data안의 값이 초기화값(0)이 아닌 경우 -> 배열안에 값이 들어있는 경우!!
								this.display(" " + (dataIdx == 1 ? this.convertToOperator(data[dataIdx]) : data[dataIdx])); 
								// dataIdx가 연산자 자리면 숫자말고 "연산자"(String)로 바꿔서 출력하고, 숫자자리면 숫자를 출력
							} else {// data안의 값이 초기화값 (0) -> 배열안에 값이 없는 경우엔 더 비교하지 않고 break로 for문 탈출
								break;
							}
						}
					}
					step++; // step의 값을 1증가, step 12->13 /step 22->23 /step 32->33 /step 42->43
				case 13:
				case 23:
				case 33:
				case 43: // step의 값이 13,23,33,43일 경우
					isFormula = true; // isFormula를 true로 바꿈. 수식을 출력해야하니까.
					this.display(step == 23 ? "\n[선택 : 1. 더하기  2. 빼기   3. 곱하기   4. 나누기] : " : "");// step이 23(연산자 선택하는 step, 첫번째 숫자를 넣은  이후)이라면 연산자 선택 메뉴를 출력, 아니면 출력 x
					if (step != 43) {// step이 43이 아닌경우 사용자의 입력을 받음
						temp = this.userInput(scanner); // String temp에 사용자 입력을 받음 step=43인 경우(연산 단계일 경우 사용자의 입력을 받을 필요가
														// 없음)
						if (this.isInteger(temp)) { // 만약 String temp의 값을 int로 변환 가능하면 실행
							data[(step / 10) - 1] = this.convertToInteger(temp); // String temp의 값을 int로 바꿔서 각 배열 자리에 저장
																					// (첫번째값 : data[0], 연산자 data[1],두번째
																					// 값 data[2]
							if (step == 23) { // step이 23(연산자 선택하는 단계)일 경우,data[1]의 값(연산자 자리)이 1 ~ 4(더하기 ~ 나누기)범위에 들어가는지
												// 확인
								if (!this.isIntegerRange(data[1], 1, 4)) { // 1<=data[1]<=4가 아닐경우
									data[1] = 0; // 범위 내에 있지 않은 숫자를 0으로 초기화한후
									message = "\n*** 1 ~ 4 범위내에서 선택하세요 ***"; // 오류메세지를 message에 저장
									step = 22; // step 23 -> 22
									break; // switch(step) 탈출
								} // step이 43이 아닌경우 사용자의 입력을 받음
							}
						} else {// String temp의 값을 int로 변환 불가하면 실행
							message = "\n*** 정수로 입력하세요 ***"; // String message 객체에 오류 메세지 할당
							step -= 1; // 13,23,33,43였던 step값에 -1을해서 12,22,32,42로 바꿈 -> 전단계로 돌아감 입력을 다시 받음
							break;// switch(step) 탈출
						} // String temp의 값을 int로 변환 불가하면 실행
					} else {// step이 43인경우(모든 값을 입력했을때) 연산 진행
						if (data[1] == 1) { // data[1]의 값이 1이면 data[3]자리에 (연산결과자리) 첫번째 숫자와 두번째 숫자를 더해서 저장, backend에서
											// long으로 연산하는데 배열은 int형이므로 형변환해줌
							data[3] = (int) backend.plus(data[0], data[2]);
						} else if (data[1] == 2) { // data[1]의 값이 2이면 data[3]자리에 (연산결과자리) 첫번째 숫자와 두번째 숫자를 빼서 저장
							data[3] = (int) backend.minus(data[0], data[2]);
						} else if (data[1] == 3) { // 위와 동일, 곱해서 저장
							data[3] = (int) backend.product(data[0], data[2]);
						} else { // 위와 동일, 나눠서 저장 (int형이므로 소수점x)
							data[3] = (int) backend.divide(data[0], data[2]);
						}
					}
					if (step != 43) // step이 43이 아닌경우 (연산이 남았을 경우) 
						step += 9;	//step에 9를 더함 (13->22, 23->32, 33->42)
					else
						loopCheck = false; //step이 43일 경우(연산이 다끝나면) loopCheck를 false로 바꿈 -> 반복문 2(loopCheck) 탈출
				}

			} // 반복문 2(loopCheck)
			this.display(" = " + data[3]); // 등호와 연산결과 출력
			this.display("\n\n"); // 줄바꿈
			boolean subMenu = true; 
			while (subMenu) { //반복문 3(subMenu) 시작 (연산이 다끝난후 실행할 수 있음)
				this.display(this.makeSubMenu(menu)); //1.새로연산 2.이어연산 0.끝내기 출력
				if (this.isInteger(temp = this.userInput(scanner))) { // 사용자가 선택한 메뉴값(String)을 temp에 저장후 정수로 변환 가능한지 확인(boolean), 정수값이면 실행
					int selectNumber = this.convertToInteger(temp); // 사용자가 선택한 메뉴값(String) temp를 int로 변환해 selectMenu에 저장
					if (this.isIntegerRange(selectNumber, 0, menu.length - 2)) { //selectmenu가 0부터2의 값인지 확인 (1.새로연산 2.이어연산 0.끝내기)
						subMenu = false;//반복문 3(subMenu) false
						if (selectNumber == 1) { //selectMenu 가 1이면 (새로연산이면)
							for (int dataIdx = 0; dataIdx < data.length; dataIdx++) {
								data[dataIdx] = 0; //배열에 있던 값을 모두 0으로 초기화
							}
							isFormula = false; //수식 출력을 제어할 isFormula를 false로 바꿈 (첫번째 값 입력시 [수식]출력되지 않음)
							step = 12; //step을 다시 12로, 처음부터 실행
							loopCheck = true; // false였던 loopCheck를 true로 바꾸어 다시반복문2를 반복할 수 있도록함
						} else if (selectNumber == 2) {//이어연산을 선택하면 
							data[0] = data[3]; //연산결과값을 첫번째 숫자로 대입
							for (int dataIdx = 1; dataIdx < data.length; dataIdx++) {
								data[dataIdx] = 0; // 첫번째 숫자를 제외한 연산자, 두번째 입력값, 연산결과를 0으로 초기화 
							}
							step = 22;//step을 22로 초기화, 첫번째 값을 입력하는 구간을 점프
							loopCheck = true; // false였던 loopCheck를 true로 바꾸어 다시반복문2를 반복할 수 있도록함
						} else {
							run = false; //반복문1(run)을 탈출하고 숫자 1을 controller로 반환 -> recordIndex를 1로 만들기 위함 (메인메뉴)
						}
					} else {//selectmenu가 0부터2의 값이 아니면 (1.새로연산 2.이어연산 0.끝내기) 오류 메세지 출력
						this.display("\n*** 0~2 범위의 숫자로 입력하세요 ***\n");
					}
				} else { //사용자가 선택한 메뉴 값이 정수가 아니면 오류메세지 출력
					this.display("\n*** 정수로 입력하세요 ***\n");
				}

			}//반복문 3(subMenu)
		} // 반복문 1(run)
		return 1;
	}

	/* 선택한 연산 번호를 문자로 변환 후 리턴 */
	private String convertToOperator(int operatorNumber) { //int 값을 받아서 연산자 문자열로 출력(1이면 +, 2이면 -, 3이면 X, 4면 /)
		String operator = new String();
		if (operatorNumber == 1) {
			operator = "+";
		}
		else if(operatorNumber==2) {
			operator = "-";
		}
		else if(operatorNumber==3) {
			operator = "X";
		}
		else if(operatorNumber==4) {
			operator = "/";
		}
		return operator;
	}

	/* 연산에 사용할 subTitle */
	private String makeSubTitle(String subTitle) { //[ 메인(subTitle) ] _________________________________ 출력하는 메서드 
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append("[ ");
		sb.append(subTitle);
		sb.append(" ] ");
		sb.append(" _____________________________\n");
		return sb.toString();
	}

}

💻 Back.java

package back;

public class Back {

	public Back() {
	}

	public long plus(long digit1, long digit2) { 
		return digit1 + digit2;
	}

	public long minus(long digit1, long digit2) {
		return digit1 - digit2;
	}

	public long product(long digit1, long digit2) {
		return digit1 * digit2;
	}

	public long divide(long digit1, long digit2) {
		return digit1 / digit2;
	}

}

💻 실행 결과

Loading...

****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

  [ 메인 ] ________________________________________

    1. 연산하기     0. 끝내기  
  __________________________________ select : 1
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 숫자를 입력해주세요  ]  _____________________________

3
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 연산자를 선택해주세요 ]  _____________________________
 [수식]  3
[선택 : 1. 더하기  2. 빼기   3. 곱하기   4. 나누기] : 3
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 숫자를 입력해주세요 ]  _____________________________
 [수식]  3 X7
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 연산결과 ]  _____________________________
 3 X 7 = 21

  [ 연산 ] ________________________________________

    1. 새로운 연산         2. 이어서 연산     0. 이전화면  
  __________________________________ select : 2
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 연산자를 선택해주세요 ]  _____________________________
 [수식]  21
[선택 : 1. 더하기  2. 빼기   3. 곱하기   4. 나누기] : 2
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 숫자를 입력해주세요 ]  _____________________________
 [수식]  21 -4
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

[ 연산결과 ]  _____________________________
 21 - 4 = 17

  [ 연산 ] ________________________________________

    1. 새로운 연산         2. 이어서 연산     0. 이전화면  
  __________________________________ select : 0
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

  [ 메인 ] ________________________________________

    1. 연산하기     0. 끝내기  
  __________________________________ select : 0
****************************************************

	    JS Framework Calculator  v1.0
		           Designed By Lee Yerim

****************************************************

  [ EXIT ] ______________________________________

    프로그램을 종료합니다.~  
  ________________________________________________
Closing...

💡 알고리즘 + 프로세스 같이 하면 복잡해짐
프로세스 먼저 설계 하기 -> 알고리즘 : 좀 더 수월

 

💡 false나 true를 같은 공간에 저장할때 삼항연산자 사용