Java趣味编程100例.docx
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Java趣味编程100例
第1章变幻多姿的图表
图表简洁直观,在各种场合得到广泛应用,给人以很强的视觉冲击,经常让人难以忘怀。
我们的程序中如果能够灵活地应用图表,一定能给我们的程序增色不少。
本章将带你进入变换多姿的图表世界,体会图表编程带来的乐趣。
1.1金字塔图案
1.问题描述
打印出金字塔图案,如图1.1所示。
2.问题分析
这个问题是一个很经典的循环应用的题目。
我们都知道,打印输出的时候,都是从最左端输出,而这里,第一个星号是在中间。
这实际是因为星号之前有很多空格。
当我们使用问号来表示空格,实际的输出效果应该是图1.2的形式。
图1.1金字塔图1.2金字塔的分析图
从图1.2分析,我们就可以发现这个题目的奥秘了。
(1)确定程序框架
从图1.2中,我们可以发现,一共需要打印5行,而每一行都是打印几个空格,然后再打印几个星号。
这样我们就可以写出程序框架了。
程序框架代码如下:
publicclassCh1_1
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
**************
for(i=1;i<=5;i++)//循环5次,打印5行
{
//打印若干个空格
//打印若干个星号
}
}
}
由于我们这里明确知道打印的行数,所以我们使用for循环来实现。
下面我们就需要考虑如何打印每行的星号。
(2)寻找空格和星号的规律
从图1.2中,我们可以发现:
第1行的空格为4个,第2行是3个,第3行是2个,……,每行依次递减,直至最后一行空格数为0;而星号数目是第1行是1个,第2行是3,第3行是5,……,每行依次递增2,直至最后一行星号数为9。
总结数据,我们可以得到表1.1所示的规律。
表1.1空格和星号的规律
行数
空格数
星号数
1
4
5–1
1
1*2–1
2
3
5–2
3
2*2–1
3
2
5–3
5
3*2–1
4
1
5–4
7
4*2–1
5
0
5–5
9
5*2–1
规律
依次递减1
5–行数
依次递增2
行数*2–1
从表1.1中,我们不难发现行数和空格数、星号数之间有一种很有趣的联系。
根据这个联系,我们就可以考虑完善我们上面的程序了。
(3)打印空格数
由于每行空格数有着“5–行数”的规律。
所以在第i行的时候,空格数就为5–i。
所以我们只要把5–i个空格打印出来即可。
对应代码如下:
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(j=1;j<=n-i;j++)//根据外层行号,输出星号左边空格
System.out.print("");
}
虽然每行的空格数不同,但是对于特定的行,其空格数是固定的,所以循环打印的次数是确定的。
所以这里同样适用了for循环。
(4)打印星号数
由于每行星号数有着“行数*2–1”的规律。
所以在第i行的时候,星号数就为2*i–1。
所以我们只要把2*i–1个星号打印出来即可。
对应代码如下:
for(i=1;i<=5;i++)
{
for(k=1;k<=2*i-1;k++)//根据外层行号,输出星号个数
System.out.printf("*");
}
(5)完整程序
现在我们就需要把刚才的程序进行组合,构成我们的完整程序。
importjava.util.Scanner;
publicclassCh1_1
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
inti,j,k,n;
Scannerinput=newScanner(System.in);
System.out.print("请输入金字塔层数:
");
n=input.nextInt();
//外层循环控制层数
for(i=1;i<=n;i++)
{
//根据外层行号,输出星号左边空格
for(j=1;j<=n-i;j++)
System.out.print("");
//根据外层行号,输出星号个数
for(k=1;k<=2*i-1;k++)
System.out.printf("*");
//一行结束,换行
System.out.printf("\n");
}
}
}
(6)扩展训练
为了方便大家训练,我们提供几个金字塔图案的同胞兄弟——倒金字塔、直角三角形,如图1.3所示。
大家可以尝试和它们过过招。
图1.3各种形状图案
1.2九九乘法表
1.问题描述
输出九九乘法口诀表,如图1.4所示。
图1.4九九乘法口诀表
2.问题分析
观察九九乘法口诀表,可以得出图表的规律:
总共有9行,第几行就有几个表达式。
同时要注意每行表达式的规律:
第j行,表达式就从j*1开始,一直到j*j结束,共有j个表达式,这个效果可以通过一次循环实现。
这样的话,正好可以通过双重循环来控制输出,外层循环控制行数,内层循环控制列。
还有个地方需要注意的是,内层和外层之间的联系,内层列的个数是根据外层的行数来控制的。
(1)确定程序框架
从图1.4中,我们可以发现,一共需要打印9行,每行又有若干个表达式,可以通过双重循环来实现,外层循环控制行数,内层循环控制列,这样我们就可以写出程序框架了。
程序框架代码如下:
publicclassCh1_2
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
//外循环控制行数
for(inti=1;i<10;i++)
{
//内循环控制每行表达式个数
for(intj=1;j<=n;j++)
{
//输出表达式
}
//一行结束换行
System.out.println();
}
}
}
(2)寻找每行表达式个数规律
从图1.4中,我们可以发现,第1行一个表达式,第2行两个表达式,第3行三个表达式,……,第几行就有几个表达式,所以内循环控制列的个数的变量n等于控制外循环个数的变量i,所以内循环代码就可以写成如下形式:
for(intj=1;j<=i;j++)//内循环控制每行表达式个数,i代表行数
(3)表达式写法
表达式的写法都是一致:
乘数1*乘数2=积。
从图1.4中,我们可以发现每行表达式的规律:
第i行,表达式就从i*1开始,一直到i*j结束。
乘数1不变,一直是i,其实就是行数,乘数2从1变化到j,正好与内循环变量变化一样,所以乘数2就可以用j表示。
所以表达式的写法如下:
i+"*"+j+"="+i*j//i代表行,j代表列
(4)完整程序
现在我们就需要把刚才的程序进行组合,构成我们的完整程序:
publicclassCh1_2
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
//外循环控制行数
for(inti=1;i<10;i++)
{
//内循环控制每行表达式个数
for(intj=1;j<=i;j++)
{
System.out.print(""+i+"*"+j+"="+(i*j));
}
//一行结束换行
System.out.println();
}
}
}
(5)运行结果
运行程序,结果如图1.5所示。
图1.5程序输出结果
1.3余弦曲线
1.问题描述
在屏幕上画出余弦函数cos(x)曲线,如图1.6所示。
图1.6余弦函数cos(x)曲线
2.问题分析
连续的曲线是由点组成的,点与点之间距离比较近,看上去就是曲线了,画图的关键是画出每个点。
Java提供了三角函数方法,直接调用cos()方法就可以根据x坐标计算出y坐标。
需要注意的是,cos()方法输入的参数是弧度值,要进行坐标转换,同样,得到的结果也要进行转换处理。
从图1.6中可以看出,这条余弦曲线有两个周期,我们可以把x坐标控制在0~720。
(1)确定程序框架
从图1.6中,我们可以发现,整个图形包括x轴、y轴及余弦曲线。
控制台不方便输出图形,这里以Applet形式输出。
这样我们就可以写出程序框架了,代码如下:
publicclassCh1_3extendsApplet
{
intx,y;
publicvoidstart()//当一个Applet被系统调用时,系统会自动调用start()方法
{
Graphicsg=getGraphics();//画画之前,必须先取得画笔
//画x轴
//画y轴
//画cos(x)曲线
}
}
(2)画x轴
为了画出图1.6所示效果,我们可以把坐标原点设定为(360,200),x轴就是从左到右的很多点组成,通过循环语句很容易实现,代码如下:
for(x=0;x<=750;x+=1)
{
g.drawString("·",x,200);//画x轴
}
细心的读者会发现,x轴上还有个箭头,这个是如何实现的呢,其实很简单,是由两条线段交汇而成。
为方便起见,两条线段都与x轴成45°角,很容易得到表达式的方程:
y=x–550,y=950–x。
代码如下:
for(x=740;x<=750;x+=1)
{
g.drawString("·",x,x-550);//x轴上方斜线
g.drawString("·",x,950-x);//x轴下方斜线
}
(3)画y轴
参考上面x轴的绘制,很容易画出y轴,代码如下:
//y轴
for(y=0;x<=385;y+=1)
{
g.drawString("·",360,y);//画y轴
}
//y轴箭头
for(x=360;x<=370;x+=1)
{
g.drawString("·",x-10,375-x);
g.drawString("·",x,x-355);
}
(4)画cox(x)曲线
图形的主体是cox(x)曲线,从图1.6中可以看出,这条余弦曲线有两个周期,我们可以把x坐标控制在0~720。
cox(x)返回的结果小于1,为了看到图1.6效果,必须进行放大处理,这里放大了80倍,同时把图形向下平移了200个像素。
代码如下:
//两个周期,即4Л
for(x=0;x<=720;x+=1)
{
a=Math.cos(x*Math.PI/180);
y=(int)(200+80*a);//放大80倍并向下平移200个像素
g.drawString("·",x,y);
}
(5)完整程序
现在我们就需要把刚才的程序进行组合,构成我们的完整程序:
importjava.applet.*;
importjava.awt.*;
publicclassCh1_3_2extendsApplet
{
intx,y;
publicvoidstart()
{
//画画之前,必须先取得画笔
Graphicsg=getGraphics();
//画x轴、y轴
for(x=0;x<=750;x+=1)
{
g.drawString("·",x,200);
if(x<=385)g.drawString("·",360,x);
}
g.drawString("Y",330,20);
//画y轴箭头
for(x=360;x<=370;x+=1)
{
g.drawString("·",x-10,375-x);
g.drawString("·",x,x-355);
}
//画x轴箭头
g.drawString("X",735,230);
for(x=740;x<=750;x+=1)
{
g.drawString("·",x,x-550);
g.drawString("·",x,950-x);
}
//画cox()曲线
for(x=0;x<=720;x+=1)
{
doublea=Math.cos(x*Math.PI/180+Math.PI);
y=(int)(200+80*a);//放大80倍并向下平移200个像素
g.drawString("·",x,y);
}
}
}
Ch1_3.html网页代码如下:
余弦曲线测试--调用Ch1_3字节码文件-->
--设置窗口大小-->
width=900
height=600>