Java趣味编程100例.docx

1、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

2、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：public class Ch1_1 public static void main(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

3、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145111*21235232*21325353*21415474*21505595*21规律依次递减15行数依次递增2行数*21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5i。所以我们只要把5i个空格打印出来即可。对应代码如下：for(i=1;

4、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*21”的规律。所以在第i行的时候，星号数就为2*i1。所以我们只要把2*i1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

5、程序。import java.util.Scanner;public class Ch1_1 public static void main(String args) int i,j,k,n; Scanner input=new Scanner(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+)

6、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

7、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：public class Ch1_2 public static void main(String args) /外循环控制行数 for(int i=1;i10;i+) /内循环控制每行表达式个数 for(int j=1; j=n; j+) /输出表达式 /一行结束换行 System.out.pr

8、intln(); （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(int j=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

9、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：public class Ch1_2 public static void main(String args) /外循环控制行数 for(int i=1;i10;i+) /内循环控制每行表达式个数 for(int j=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

10、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0720。（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：p

11、ublic class Ch1_3 extends Applet int x,y; public void start() /当一个Applet被系统调用时，系统会自动调用 start()方法 Graphics g=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

12、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=x550，y=950x。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.drawStrin

13、g(,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0720。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4for(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：import ja

14、va.applet.*;import java.awt.*;public class Ch1_3_2 extends Applet int x,y; public void start() /画画之前，必须先取得画笔 Graphics g=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.d

15、rawString(,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) double 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); Ch1_3.html网页代码如下：余弦曲线测试 applet code=Ch1_3.class

16、 width=900height=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：import java.applet.Applet;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;public class donghua_cos extends Appl

17、et implements Runnable /通过实现Runnable接口实现线程操作 int x,y; double a; int xpos=0; Thread runner; boolean painted=false; public void init() /Applet创建即启动执行，坐标初始化 / TODO Auto-generated method stub Graphics g=getGraphics(); /画画之前，必须先取得画笔 for(x=0;x=750;x+=1) /画x轴 g.drawString(,x,200); if(x=385) g.drawString(,3

18、60,x); g.drawString(Y,330,20); /画y轴 for(x=360;x=370;x+=1) /画y轴箭头 g.drawString(,x-10,375-x); g.drawString(,x,x-355); g.drawString(X,735,230); for(x=740;x=750;x+=1) /画x轴箭头 g.drawString(,x,x-550); g.drawString(,x,950-x); public void start() /Applet创建后自启动方法 / TODO Auto-generated method stub if(runner=nu

19、ll) runner=new Thread(this); /通过Thread类来启动Runnable runner.start(); /线程启动 public void stop() /Applet生命周期结束后自启动方法 / TODO Auto-generated method stub if(runner!=null) runner=null; /结束线程 public void run() /线程运行方法 / TODO Auto-generated method stub while(true) for(xpos=0;xpos900-90;xpos+=3) /循环设置曲线x轴坐标边界 r

20、epaint(); /调用paint()方法 try Thread.sleep(100); /线程休息100毫秒 catch(InterruptedException e) if(painted) painted=false; public void paint(Graphics g) /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; 1.4 奥运五环旗1问题描述图

21、1.7 奥运五环旗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：public class Ch1_4_3 extends Applet /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

22、候都会调用该方法 public void paint(Graphics g) for(int i=0;i5;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，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

23、颜色、坐标。代码如下：/clr存储颜色private Color clr=Color.blue,Color.black,Color.red,Color.yellow,Color. green;/x存储圆心的x坐标private int x=100,136,172,118,154; /y存储圆心的y坐标private int y=60,60,60,91,91;/r代表半径Private r=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(int i=0;i5;i+) /设置颜色 g.setColor(clri); /画圆，第一个参数代表圆心x

24、坐标，第二个参数代表圆心y坐标 g.drawOval(xi, yi, d, d);（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：import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.applet.Applet;import java.awt.Color;import java.awt.Font;public class Ch1_4 extends Applet private Color clr=Color.blue,Color.black,Color.red,Color.yellow, Color.green; /

25、clr存储颜色 private int x=100,136,172,118,154; /x存储圆心的x坐标 private int y=60,60,60,91,91; /y存储圆心的y坐标 private int xy=100,60,136,60,172,60,118,91,154,91; /存储圆心的坐标 private int r=20,d=40; public void paint(Graphics g) /画图方法 Font font = new Font(楷体,Font.PLAIN,20); /文字字体、大小 g.setFont(font); for(int i=0;i5;i+) /

26、循环5次，画5个圆环 g.setColor(clri); g.drawOval(xi, yi, d, d); /d代表椭圆外切矩形的长宽，相等代表圆 g.setColor(Color.blue); /设置颜色 g.setFont(font); g.drawString(奥运五环旗,120,169); /END PAINT /END CLASS图1.9 程序输出结果（5）运行结果再编写一个测试Ch1_4.html文件，内容参考前面的代码，把Ch1_4.java文件编译后的Ch1_4.class文件放到Ch1_4.html文件同一目录下，直接用IE浏览器打开Ch1_4.html，运行程序，结果如图

27、1.9所示。3扩展训练图1.9所示奥运五环旗没有图1.7看着舒服，线条有点细，如果能加粗就好了，可惜Graphics类创建的画笔的粗细是默认的，我们不能改变它。有人提出一个圆环可以由两个圆重叠而成，通过在一个圆的内部紧贴一个稍小的圆即可达到加粗线条的目的，这个思路是可以的，感觉比较麻烦哟，感兴趣可以试一下，有没有简单点的办法？答案是肯定的。我们可以通过Graphics2D类来实现，Graphics2D类扩展Graphics类，以提供对几何形状、坐标转换、颜色管理和文本布局更为复杂的控制。参考代码如下：public void paint(Graphics g) Font font = new Fon