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

{

精选文库

//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。

—2

精选文库

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

—3

精选文库

 

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:

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。

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)

 

4

精选文库

{

//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

—5

精选文库

 

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

6

精选文库

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4Лfor(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);

//

y

轴箭头

for(x=360;x<=370;x+=1)

{

g.drawString("

g.drawString("

·",x-10,375-x);

·",x,x-355);

}

//画x轴箭头g.drawString("X",735,230);for(x=740;x<=750;x+=1)

{

g.drawString("

g.drawString("

·",x,x-550);

·",x,950-x);

}

//画cox()曲线for(x=0;x<=720;x+=1)

{

doublea=Math.cos(x

*Math.PI/180+Math.PI);

 

7

精选文库

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>

(6)运行结果

把Ch1_3.java文件编译后的Ch1_3.class文件放到Ch1_3.html网页同一目录下,直接

用IE浏览器打开Ch1_3.html,运行程序,结果如图1.6所示。

3.扩展训练

 

前面介绍的余弦曲线的绘制,我们看到的是一个完整的静态图形,能否动态地展现绘制的过程?

答案是肯定的,我们可以采用线程的方式来实现,参考代码如下:

importjava.applet.Applet;

importjava.awt.Color;

importjava.awt.Graphics;

publicclassdonghua_cosextendsAppletimplementsRunnable

//通过实现Runnable接口实现线程操作

{

intx,y;

doublea;

intxpos=0;

Threadrunner;

booleanpainted=false;

publicvoidinit()

//Applet

创建即启动执行,坐标初始化

{

//TODOAuto-generatedmethodstub

Graphicsg=getGraphics();

for(x=0;x<=750;x+=1)

//画画之前,必须先取得画笔

//画x轴

{

g.drawString("

·",x,200);

if(x<=385)g.drawString("

·",360,x);

}

g.drawString("Y",330,20);

//画y

//画y

轴箭头

{

g.drawString("

·",x-10,375-x);

 

8

精选文库

 

g.drawString("·",x,x-355);

}

g.drawString("X",735,230);

for(x=740;x<=750;x+=1)//画x轴箭头

{

g.drawString("

g.drawString("

·",x,x-550);

·",x,950-x);

}

}

 

publicvoidstart()

//Applet

创建后自启动方法

{

//TODOAuto-generatedmethodstub

if(runner==null){

runner=newThread(this);

runner.start();

//通过Thread

//线程启动

类来启动

Runnable

}

}

 

publicvoidstop()

//Applet

生命周期结束后自启动方法

{

//TODOAuto-generatedmethodstub

if(runner!

=null){

runner=null;

 

//结束线程

}

}

 

publicvoidrun()

{

//线程运行方法

//TODOAuto-generatedmethodstub

while(true){

for(xpos=0;xpos<900-90;xpos+=3)

//循环设置曲线

x轴坐标边界

{

repaint();

//调用

paint()

方法

try{

Thread.sleep(100);

//线程休息

100毫秒

}catch(InterruptedExceptione){}

if(painted)

{

painted=false;

}

}

}

}

 

publicvoidpaint(Graphicsg)

{

//画图方法

for(x=0;x<=xpos;x+=1)

{

//循环画曲线

a=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);

}

painted=true;

}

 

9

精选文库

 

1.4奥运五环旗

 

1.问题描述

在屏幕上画出奥运五环旗,如图1.7所示。

2.问题分析

 

观察奥运五环旗的图案,直观的感觉,由五个圆组成,每个圆的颜色不一样,大小一样,按照一定的位置摆放,找到圆

心坐标的规律,就可以通过Graphics类提供的绘制椭圆的方法

drawOval()来实现画圆操作。

(1)确定程序框架

 

图1.7奥运五环旗

奥运五环旗由五个不同颜色的圆组成,我们可以通过循环依次输出五个圆环。

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_4_3extendsApplet//简单实用为主

{

//paint()方法是由浏览器调用的。

每当Applet需要刷新的时候都会调用该方法

publicvoidpaint(Graphicsg)

{

for(inti=0;i<5;i++)

{

//设置当前圆的颜色

//根据圆心坐标画出当前圆

}

}

}

(2)圆环的坐标分析

分析出圆的圆心坐标是画图的关键,对照图1.8标示,分析圆的位置规律。

 

O

 

图1.8奥运五环旗坐标分析

 

上面三个圆的圆心a、b、c的y坐标相同,下面两个圆的圆心d、e的y坐标相同,

—10

精选文库

 

ab=bc=ad=de,为保证两个圆相交,两个圆的圆心距离必须小于2r(r代表圆的半径)。

f

为ab的中点,adf组成直角三角形,af=ad/2,只要给定五个圆的任何一个圆心坐标,就可以推倒出其他几个圆的圆心坐标。

我们这里使用数组来存放每个圆环的颜色、坐标。

代码

如下:

//clr[]存储颜色

privateColorclr[]={Color.blue,Color.black,Color.red,Color.yellow,Color.

green};

//x[]存储圆心的x坐标

privateint[]x={100,136,172,118,154};

//y[]存储圆心的y坐标

privateint[]y={60,60,60,91,91};

//r代表半径

Privater=20;

(3)画五环旗

根据上面给出的圆的圆心坐标,通过循环语句控制,依次画出每个圆环。

代码如下:

for(inti=0;i<5;i++)

{

//设置颜色g.setColor(clr[i]);

//画圆,第一个参数代表圆心x坐标,第二个参数代表圆心y坐标g.drawOval(x[i],y[i],d,d);

}

(4)完整程序

现在我们就

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