使用Java绘制五角星-GUI与控制台-双版本

红目香薰

发布于 2025-12-16 14:51:27

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前言

在计算机图形学中，绘制几何图形是一项基础且重要的技能。本文将介绍如何使用Java实现五角星的绘制，分别通过图形界面(GUI)和控制台两种不同的方式。这两种方法展示了Java在图形处理方面的灵活性，也是学习Java编程和算法思维的绝佳案例。

通过学习这两个示例，你将掌握：

Java Swing图形界面编程
控制台字符图形绘制
数学计算在图形绘制中的应用
Bresenham直线算法的实现

核心代码说明

方法一：使用Java Swing绘制图形界面五角星 (Demo4.java)

这个方法使用Java的Swing和AWT库来创建一个图形窗口，并在窗口中绘制一个红色的五角星。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class Demo4 extends JFrame {
    
    public Demo4() {
        setTitle("Star Drawing");
        setSize(400, 400);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        setLocationRelativeTo(null);
        setVisible(true);
    }
    
    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        super.paint(g);
        
        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
        
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        
        g2d.setColor(Color.RED);
        
        int centerX = getWidth() / 2;
        int centerY = getHeight() / 2;
        int radius = 100;
        
        int[] xPoints = new int[10];
        int[] yPoints = new int[10];
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            double angle = Math.PI / 2 - i * 2 * Math.PI / 10;
            
            int currentRadius = (i % 2 == 0) ? radius : radius / 2;
            
            xPoints[i] = (int) (centerX + currentRadius * Math.cos(angle));
            yPoints[i] = (int) (centerY - currentRadius * Math.sin(angle));
        }
        
        g2d.fillPolygon(xPoints, yPoints, 10);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            new Demo4();
        });
    }
}

核心算法说明：

创建一个JFrame窗口作为绘图容器
重写paint方法，使用Graphics2D进行绘图
计算五角星的十个顶点（五个外角点和五个内角点）
使用数学公式计算每个点的坐标：
- 外角点使用完整半径
- 内角点使用一半的半径
- 使用三角函数计算每个点的精确位置
使用fillPolygon方法绘制填充的五角星

方法二：使用控制台字符绘制五角星 (Demo5.java)

这个方法在控制台中使用字符（‘*’）绘制五角星，展示了如何在没有图形界面的情况下实现图形绘制。

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        int size = 20;
        
        char[][] screen = new char[size][size];
        
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            for (int j = 0; j < size; j++) {
                screen[i][j] = ' ';
            }
        }
        
        int centerX = size / 2;
        int centerY = size / 2;
        
        int outerRadius = size / 2 - 2;
        int innerRadius = outerRadius / 2;
        
        int[][] points = new int[10][2];
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            double angle = Math.PI / 2 - i * 2 * Math.PI / 10;
            
            int currentRadius = (i % 2 == 0) ? outerRadius : innerRadius;
            
            points[i][0] = (int) (centerX + currentRadius * Math.cos(angle));
            points[i][1] = (int) (centerY - currentRadius * Math.sin(angle));
        }
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int nextIndex = (i + 1) % 10;
            drawLine(screen, points[i][0], points[i][1], points[nextIndex][0], points[nextIndex][1], '*');
        }
        
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            for (int j = 0; j < size; j++) {
                System.out.print(screen[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
    }
    
    private static void drawLine(char[][] screen, int x1, int y1, int x2, int y2, char c) {
        int dx = Math.abs(x2 - x1);
        int dy = Math.abs(y2 - y1);
        int sx = x1 < x2 ? 1 : -1;
        int sy = y1 < y2 ? 1 : -1;
        int err = dx - dy;
        
        while (true) {
            if (x1 >= 0 && y1 >= 0 && x1 < screen.length && y1 < screen[0].length) {
                screen[y1][x1] = c;
            }
            
            if (x1 == x2 && y1 == y2) {
                break;
            }
            
            int e2 = 2 * err;
            if (e2 > -dy) {
                err -= dy;
                x1 += sx;
            }
            if (e2 < dx) {
                err += dx;
                y1 += sy;
            }
        }
    }
}

核心算法说明：