高级计算器 - 基于 open-vela

📚 目录

• 一、基本介绍

  • 1.1 基本四则运算
  • 1.2 高级计算支持
  • 1.3 结果后输入智能处理

• 二、实现思路

  • 2.1 Token 级别与运算符优先级
  • 2.2 表达式解析
  • 2.3 逆波兰表示法计算
  • 2.4 基于 LVGL 使用 create_button() 动态创建按键
  • 2.5 输入保护机制

• 三、使用说明

  • 3.1 配置模拟器（menuconfig）
  • 3.2 makefile 编译问题
  • 3.3 资源推送更新 /res

• 📁 原工程路径

• 🛠️ 常用指令

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一、基本介绍

• 基于 open-vela，制作了一个 高级计算器，
• 计算器函数部分引用自仓库https://github.com/W-Mai/ExpressionCalc
• 其中 calculate是计算结果，Clear是清屏，Del是退位。
• sqrt以及cos等函数需要加括号使用，常量PI和E可以直接使用。 例如 PI / 2 、 E + 4 、sqrt(4) 、cos(-2)

该计算器实现了以下功能：

1. 基本四则运算

• 支持加、减、乘、除运算
• 运算支持 double 精度，仅显示有效数字，不显示多余的 0
• 例如：显示 1.5，而不是 1.50000000

2. 高级计算支持

使用方法。例如 cos(2)

• sqrt 平方根（√）
• log 自然对数（ln）
• sin 正弦函数
• cos 余弦函数
• PI 圆周率 π 3.1415926...
• E 自然常数 e 2.7182818...
• . 小数点
• ( 左括号
• ) 右括号

3. 结果后输入智能处理

• 运算结果显示后，再次输入新数字会自动清屏
• 如果输入的是运算符，则保留结果并继续运算

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二、实现思路

1. Token 级别与运算符优先级

• 通过 TokenLevel 来定义每个操作符的优先级。例如，+ 和 - 的优先级是 1，而 *, /, % 等是 2。

• 这样就能在处理逆波兰表示法时判断操作符的优先级，确保正确的运算顺序。

2. 表达式解析

• reversePolishNotation 方法负责将输入的中缀表达式（例如 a + b * c）转换为逆波兰表示法（如 a b c * +）。这个过程使用了栈来处理操作符和括号。

• 当遇到数字时，直接将其添加到结果队列。

• 当遇到操作符时，根据其优先级判断是否需要弹出栈中的操作符。

• 遇到左括号 ( 时，压入栈中，右括号 ) 时，弹出栈中的操作符直到遇到左括号。

3. 逆波兰表示法计算

• evalNotation 方法通过栈来计算逆波兰表示法的结果。

• 如果遇到数字，将其压入栈中。

• 如果遇到运算符，从栈中弹出参数并进行计算，然后将结果压回栈中。

• 支持的运算符可以是自定义的，也可以是内置的，如 +, -, *, sin, log 等。

4. 基于 LVGL 使用 create_button() 动态创建按键

• 通过 create_button() 函数动态创建按键

• 使用二维 btn_map 配置按钮排布，便于维护和扩展

• 使用 LVGL 的组件函数设置按钮及输入框，设定合理设置尺寸和位置，颜色

5. 输入保护机制

• 输入非法或不符合规则（如多个 .、负数开根号、除以零等）时，运算显示 ERROR

• 删除、清除、错误重置等操作处理完善，确保系统稳定运行

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三、使用说明

首先进入模拟器配置

1.配置模拟器（menuconfig）

./build.sh vendor/openvela/boards/vela/configs/goldfish-armeabi-v7a-ap menuconfig

(1)编译设置

• 配置LVX_USE_DEMO_CALCULATOR 为 yes
• LVX_CALCULATOR_DATA_ROOT的路径设置为/data (Kconfig文件默认预设为 /data)

(2)使用C++头文件需要配置

进行以下操作设置，以支持C++编写include头文件，例如iostream.h,cmath.h

• 设置 C++ library为 Toolchain C++ support
• 设置 C++ low level library select 为 GNU low level libsupc++
• 设置 (gnu++20) Language standard

如果使用异常处理机制try-catch，需要开启以下设置（嵌入式中不推荐，当前版本已不使用该机制）

• enable exception support

2.makefile编译问题

(1)编译找不到Main函数

arm-none-eabi-ld: /home/foam/vela-opensource/nuttx/staging/libapps.a(builtin_list.c.home.foam.vela-opensource.apps.builtin_1.o):(.rodata.g_builtins+0x7c): undefined reference to calculator_main'

• 因为makefile文件中的PROGNAME = calculator
• 在编译时会试图链接一个函数名叫：int calculator_main(int argc, char *argv[])
• 并且还需要加上extern "C" ，所以得到主函数为extern "C" int calculator_main 才能成功编译。

(2)makefile编写

• 因为使用了cpp文件，所以需要增加CXXEXT以指出.cpp格式文件

CXXEXT := .cpp

• 并且C++文件需要使用CXXSRCS标出，如

CXXSRCS = calculator_cre.cpp expression_calc.cpp 

3.资源管理方式

(1) 内置资源模式（推荐，默认启用）

在 menuconfig 中启用 use the builtin resources (默认为 y)：

• 字体和图片编译到固件中，无需额外推送
• elf会增大
• 优点：部署简单，无需 adb 推送
• 适用场景：生产环境、快速测试

(2) 文件系统资源模式

在 menuconfig 中禁用 use the builtin resources (设置为 n)：

• 需要在模拟器运行状况下，使用 ADB 指令推送资源：

启动模拟器：

./emulator.sh vela

ADB推送更新资源（在模拟器运行状况下）：

adb push apps/packages/demos/calculator/res /data/

启动计算器应用：

calculator &

• 优点：可动态更换资源，ROM 占用小
• 适用场景：开发调试、频繁更换 UI 资源

📁原工程路径

vela-opensource/apps/packages/demos/calculator/

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🛠️常用指令

开始构建

./build.sh vendor/openvela/boards/vela/configs/goldfish-armeabi-v7a-ap -j$(nproc)

配置模拟器（menuconfig）

./build.sh vendor/openvela/boards/vela/configs/goldfish-armeabi-v7a-ap menuconfig

ADB推送更新资源（使用文件系统资源模式，在模拟器运行状况下）

adb push apps/packages/demos/calculator/res /data/

清理构建产物

./build.sh vendor/openvela/boards/vela/configs/goldfish-armeabi-v7a-ap distclean -j$(nproc)

启动模拟器

./emulator.sh vela

启动计算器应用

calculator &

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