Java使用Swing生成一个最大公约数计算器

更新时间：2025年11月12日 15:43:42 作者：金銀銅鐵

这篇文章主要为大家详细介绍了Java使用Swing生成一个最大公约数计算器的相关知识,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解一下

异常情况 1：两个整数都是 0
异常情况 2：输入的整数中有不合法字符
正常情况 1：一个整数是 0，另一个是比较小的正整数
正常情况 2：一个整数是负数，另一个是正数（且有显式的+）
正常情况 3：两个比较大的 2 的幂次
正常情况 4：一个比较大的 2 的幂次，一个比较大的 3 的幂次

最终的效果如下图所示

我来说说核心的步骤。

第一步：利用欧几里得算法计算最大公约数

欧几里得算法是计算最大公约数的经典算法。如果我们使用 java 中的 BigInteger，那么从理论上讲，可以计算出任意大小的两个整数的最大公约数（按照定义，这两个整数不能同时为0）。

欧几里得算法的证明

对不同时为0的两个非负整数a,b 而言，为了讨论的方便，我们假≥b 成立。那么会有如下两种情形

情形 1：b=0

由于a,b 不同时为 0 而b=0，那么a>0 成立。a∣a 和a∣b 都成立，且 a的最大因子是 a，所以 gcd(a,b)=a 成立。

情形 2：b>0

假设gcd(a,b)=g1，由于g1∣a 且g1∣b，那么以下判断都成立

g1∣a
g1∣(a−b)
g1∣(a−2×b)
g1∣(a−3×b)
...
g1∣(amodb)

由此可见g1∣b 和 g1∣(amodb) 都成立，那么g1 是 b 和(amodb) 的一个公约数。我们记gcd(b,amodb)=g2，那么g1≤g2 成立（因为每个公约数都小于等于 最大公约数）。既然gcd(b,amodb)=g2，那么g2∣b 且 g2∣(amodb)，这样可以推知以下的判断都成立

g2∣(amodb)
g2∣(b+(amodb))
g2∣(2×b+(amodb))
g2∣(3×b+(amodb))
...
g2∣a

所以 g2 是 a和 b的一个公约数，那么g2≤g1 （因为每个公约数都小于等于 最大公约数）。注意到以下两者都成立

g1≤g2
g2≤g1

那么g1=g2，也就是说 gcd(a,b)=gcd(b,amodb)。

完成相关代码

如果用 Swing 来生成用户界面的话，用户的输入会是 String。我们需要写点将 String 转化为 BigInteger 的代码。

有了上述的思路后，可以先把计算最大公约数和 String -> BigInteger 转化的代码写好

class GCDCalculator {

    private BigInteger toBigInteger(String num) {
        return new BigInteger(num.trim());
    }

    public BigInteger calculateGCD(String a, String b) {
        return calculateGCD(toBigInteger(a).abs(), toBigInteger(b).abs());
    }

    public BigInteger calculateGCD(BigInteger a, BigInteger b) {
        if (a.equals(BigInteger.ZERO) && b.equals(BigInteger.ZERO)) {
            throw new IllegalArgumentException("两个整数不能都是0！");
        }
        return doCalculateGCD(a, b);
    }

    private BigInteger doCalculateGCD(BigInteger a, BigInteger b) {
        if (b.equals(BigInteger.ZERO)) {
            return a;
        }
        return doCalculateGCD(b, a.mod(b));
    }

    public static void main(String[] args) {
        GCDCalculator gcdCalculator = new GCDCalculator();
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("100", "20")); // should be 20
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("10", "12")); // should be 2
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("233", "144")); // should be 1
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("12345", "67890")); // should be 15
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("54321", "9876")); // should be 3
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("1160718174", "316258250")); // should be 1078
    }
}

我在 main 方法里写了几个测试用例，计算的结果都符合预期。

第二步：加入和Swing相关的代码

既然计算最大公约数的部分已经写好了，那么现在只需要把和 Swing 相关的代码也加上，就可以和用户进行交互了。因为 Swing 的知识点比较零碎，我自己知道得也很粗浅，这一部分就不展开说了。完整的代码如下

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.math.BigInteger;

public class MyGCDCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(new CalcGreatestCommonDivisor());
    }
}

class CalcGreatestCommonDivisor implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        SimpleFrame frame = new SimpleFrame("最大公约数计算器");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setVisible(true);

        JPanel northPanel = new JPanel();
        northPanel.setLayout(new GridLayout(3, 2));
        JTextField textField1 = new JTextField();
        northPanel.add(new JLabel("请输入第一个整数：", SwingConstants.RIGHT));
        northPanel.add(textField1);
        northPanel.add(new JLabel("请输入第二个整数：", SwingConstants.RIGHT));
        JTextField textField2 = new JTextField();
        northPanel.add(textField2);

        northPanel.add(new JLabel("这两个整数的最大公约数是：", SwingConstants.RIGHT));
        JTextField textField3 = new JTextField();
        textField3.setEnabled(false);
        northPanel.add(textField3);

        frame.add(northPanel, BorderLayout.NORTH);
        JButton button = new JButton("计算最大公约数");
        button.addActionListener(new ActionListener() {
            private final GCDCalculator calculator = new GCDCalculator();

            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                String a = textField1.getText();
                String b = textField2.getText();
                try {
                    BigInteger gcd = calculator.calculateGCD(a, b);
                    textField3.setText(gcd.toString());
                } catch (NumberFormatException exception) {
                    textField3.setText("Exception found " + exception.getMessage());
                } catch (IllegalArgumentException exception) {
                    textField3.setText(exception.getMessage());
                }
            }
        });
        frame.add(button, BorderLayout.SOUTH);
    }
}


class SimpleFrame extends JFrame {
    public SimpleFrame(String title) {
        setTitle(title);
        setSize(600, 200);
    }
}

class GCDCalculator {

    private BigInteger toBigInteger(String num) {
        return new BigInteger(num.trim());
    }

    public BigInteger calculateGCD(String a, String b) {
        return calculateGCD(toBigInteger(a).abs(), toBigInteger(b).abs());
    }

    public BigInteger calculateGCD(BigInteger a, BigInteger b) {
        if (a.equals(BigInteger.ZERO) && b.equals(BigInteger.ZERO)) {
            throw new IllegalArgumentException("两个整数不能都是0！");
        }
        return doCalculateGCD(a, b);
    }

    private BigInteger doCalculateGCD(BigInteger a, BigInteger b) {
        if (b.equals(BigInteger.ZERO)) {
            return a;
        }
        return doCalculateGCD(b, a.mod(b));
    }

    public static void main(String[] args) {
        GCDCalculator gcdCalculator = new GCDCalculator();
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("100", "20")); // should be 20
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("10", "12")); // should be 2
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("233", "144")); // should be 1
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("12345", "67890")); // should be 15
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("54321", "9876")); // should be 3
        System.out.println(gcdCalculator.calculateGCD("1160718174", "316258250")); // should be 1078
    }
}

请将以上代码保存为 MyGCDCalculator.java。使用以下命令可以编译 MyGCDCalculator.java 并运行 MyGCDCalculator 类中的 main 方法。

javac MyGCDCalculator.java
java MyGCDCalculator

效果展示

异常情况 1：两个整数都是 0

异常情况 2：输入的整数中有不合法字符

正常情况 1：一个整数是 0，另一个是比较小的正整数

正常情况 2：一个整数是负数，另一个是正数（且有显式的+）

正常情况 3：两个比较大的 2 的幂次

这两个整数分别是2³⁶和2³⁷，它们的最大公约数是2³⁶

正常情况 4：一个比较大的 2 的幂次，一个比较大的 3 的幂次

这两个整数分别是2⁵⁰和3⁴⁰，它们的最大公约数是1（因为两者没有任何共同的质因子）

说明

本文所展示的 java 代码是我自己写的（Intellij IDEA 会帮忙填充一些内容），读者朋友可以自由修改和使用。

到此这篇关于Java使用Swing生成一个最大公约数计算器的文章就介绍到这了,更多相关Java计算器内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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