Java 用for循環打印菱形和空心菱形

打印菱形

最近跟着學校的老師再重學Java，又遇到一個十分熟悉的題目：要求在控制檯打印出如圖所示的菱形。但是都大四了，至少要能實現根據用戶的輸入，來確定打印菱形的行數吧？

 看到題目的第一眼就知道是用for循環來做，關鍵在於循環停止的條件。依稀記得以前做這題時是分爲上下兩部分來分別打印，同時用for循環打印每一行的字符時，嵌套兩個循環來打印製表符(\t)和星型字符(*)。

有了初步的思路後，就要靠找規律來得出循環條件。

首先是打印菱形的上半部分。因爲菱形是奇數行，所以暫且把第三行歸爲上半部分。菱形一共有5行，上半部分的行數3就可以等於(5+1)/2；依此類推，若有x行，則爲(x+1)/2。爲方便計算，若用戶輸入的行數爲偶數需要進行轉換。

1.進行奇偶判斷

	/**
	 * 奇偶判斷
	 * 
	 * @param x
	 * @return false爲偶，true爲奇
	 */
	public static boolean determineOddOrEven(int x) {
		boolean flag;
		if (x % 2 == 0) {
			flag = false;
		} else {
			flag = true;
		}
		return flag;
	}

2.計算菱形上半部分的行數

	int i = 0; // 菱形上半部分的行數
	/*
	 * 調用determineOddOrEven(x)方法，判斷輸入的值爲奇還是偶，
         * 由於菱形總行數應爲奇數，故打印上半部分時爲:(行數+1)/2
	 */
	if (!determineOddOrEven(x)) {
		i = x / 2;
		System.out.println("你輸入的數爲偶數，程序已將其轉換爲小1的奇數");
	} else {
		i = (x + 1) / 2;
	}

接着是打印用來空位的製表符，從上半部分的圖形可以看出，第一行空了2位，第二行空了1位，第三行空了0位，不難得出空位數是3-line(line爲該行的行數，從1開始計數)；依此類推，若菱形有x行，那麼上半部分每行的空位數應爲(x+1)/2-line，即i-line。

下面就要打印每行的星型字符(*)，星型字符的個數爲1、3、5，易得其個數爲首項是1，公差是2的等差數列，即*的個數爲(1+2*(line-1) => 2*line-1。

	/*
	 * 逐行打印菱形上半部分，以5行的菱形爲例 上半部分有3行，即i=(總行數+1)/2
	 */
	for (int line = 1; line <= i; line++) {
		// 打印製表符,以上半部分爲例，可見第一行有2個空位(3-1),
		// 第二行有1個(3-2),第三行有0個(3-3),
                // 可得上半部分每行的空位數爲(i-line),line爲該行的行數
		for (int n = 0; n < i - line; n++) {
			System.out.print("\t");
		}
		// 打印*，不難看出每行*的個數爲爲1、3、5,易得
		// 每行*的個數爲((2*line)-1),line爲該行的行數
		for (int n = 0; n < 2 * line - 1; n++) { // 打印字符
			System.out.print("*\t");
		}
		System.out.println();
	}

打印完菱形的上半部分還有下半部分需要打印，首先要算的還是下半部分的行數。因爲共有x行，上半部分已經打印了i行，所以下半部分爲(x-i)，又因爲i=(x+1)/2 => x=2*i-1，所以這裏的(x-i)與(i-1)等價。

接着還是要打印製表符，可以看出下半部分的第1行有1個空位，第2行有2個，故其個數可表現爲首項爲1，公差爲1，項數爲其所在行行數的等差數列，即1+1*(n-1) => n。

下面打印星型字符*，易得其個數爲首項爲(x-2)，公差爲-2的等差數列，即(x-2)+(-2)*(n-1) => x-2n。

	// 逐行打印菱形下半部分，下半部分共有i-1行
	for (int n = 1; n <= i - 1; n++) {
		// 打印製表符
		// 與上半部分相反，下半部分每行的空位成遞增
		// 且與該行在下半部分的行數相等
		for (int k = 0; k < n; k++) {
			System.out.print("\t");
		}
		// 打印*，下半部分的*個數，仍爲奇數，卻成遞減
		// 該處的2*(i-n)-1與x-2*n等價
		// x-2*n即菱形左右兩側各少了m個，m又與從下半部分看的行數n相等，故還剩x-2*n個
		// x-2*n亦可視爲首項爲(x-2)，公差爲-2的等差數列
		for (int k = 0; k < 2 * (i - n) - 1; k++) {
			System.out.print("*\t"); // 打印字符
		}
		System.out.println();
	}

至此，整個菱形都打印出來了，下面貼上完整的代碼。

package day01;

import java.util.Scanner;

public class Work03 {
	/**
	 * 奇偶判斷
	 * 
	 * @param x
	 * @return false爲偶，true爲奇
	 */
	public static boolean determineOddOrEven(int x) {
		boolean flag;
		if (x % 2 == 0) {
			flag = false;
		} else {
			flag = true;
		}
		return flag;
	}

	/**
	 * 打印菱形
	 */
	public static void printRhombus() {

		System.out.println("請輸入你要打印菱形的行數（請輸入奇數）：");

		Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 實例化Scanner，用於接收鍵盤輸入
		int x = scanner.nextInt(); // 獲取輸入的行數值
		
		int i = 0; // 菱形上半部分的行數
		/*
		 * 調用determineOddOrEven(x)方法，判斷輸入的值爲奇還是偶， 由於菱形總行數應爲奇數，故打印上半部分時爲:(行數+1)/2
		 */
		if (!determineOddOrEven(x)) {
			i = x / 2;
			System.out.println("你輸入的數爲偶數，程序已將其轉換爲小1的奇數");
		} else {
			i = (x + 1) / 2;
		}

		/*
		 * 逐行打印菱形上半部分，以5行的菱形爲例 上半部分有3行，即i=(總行數+1)/2
		 */
		for (int line = 1; line <= i; line++) {
			// 打印製表符,以上半部分爲例，可見第一行有2個空位(3-1),
			// 第二行有1個(3-2),第三行有0個(3-3),可得上半部分每行的空位數爲(i-line),line爲該行的行數
			for (int n = 0; n < i - line; n++) {
				System.out.print("\t");
			}
			// 打印*，不難看出每行*的個數爲爲1、3、5,也就是奇數的等差數列，易得
			// 每行*的個數爲((2*line)-1),line爲該行的行數
			for (int n = 0; n < 2 * line - 1; n++) { // 打印字符
				System.out.print("*\t");
			}
			System.out.println();
		}

		// 逐行打印菱形下半部分，下半部分共有i-1行
		for (int n = 1; n <= i - 1; n++) {
			// 打印製表符
			// 與上半部分相反，下半部分每行的空位成遞增
			// 且與該行在下半部分的行數相等
			for (int k = 0; k < n; k++) {
				System.out.print("\t");
			}
			// 打印*，下半部分的*個數，仍爲奇數，卻成遞減
			// 該處的2*(i-n)-1與x-2*n等價
			// x-2*n即菱形左右兩側各少了m個，m又與從下半部分看的行數n相等，故還剩x-2*n個
			// x-2*n亦可視爲首項爲(x-2)，公差爲-2
			for (int k = 0; k < 2 * (i - n) - 1; k++) {
				System.out.print("*\t"); // 打印字符
			}
			System.out.println();
		}
		scanner.close();
	}

	public static void main(String[] args) {
		printRhombus();
	}
}

運行結果：

打印空心菱形

該題目的後續是打印空心菱形，其實實心的已經打印出來了，空心的也就不難了。對於空心菱形來說，其菱形外圍的空位與實心的並沒有區別，需要修改的只有打印星型字符的部分。其之所以是空心的，是因爲每行只有首位兩個*是打印出來的，故只要在打印*時添加一個判斷條件，只有他在每行的第一個或者最後一個的時候纔打印*，否則就用製表符來佔位。

以菱形上半部分爲例：

	for (int line = 1; line <= i; line++) { 		// 逐行打印菱形上半部分
		for (int n = 0; n < i - line; n++) { 		// 打印製表符
			System.out.print("\t");
		}
		for (int n = 0; n < 2 * line - 1; n++) { 	// 打印字符
			if((n==0)||(n==2*line-2)) {
				System.out.print("*\t");
			}else {
				System.out.print("\t");
			}
		}
		System.out.println();
	}

下面貼上打印空心菱形的完整代碼：

package day04;

import java.util.Scanner;

public class Work02 {

//	輸入菱形的行數，如果行數非法則重新輸入。根據行數打印一個空心菱形

	public static int determineOddOrEven(int x) { 		// 奇偶判斷，0爲偶，1爲奇
		int m;
		if (x % 2 == 0) {
			m = 0;
		} else {
			m = 1;
		}
		return m;
	}

	public static void printRhombus() {

		System.out.println("請輸入你要打印菱形的行數（請輸入奇數）：");

		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		int x = scanner.nextInt();
		int i = 0; 							

		switch (determineOddOrEven(x)) {
		case (0):
			i = x / 2;
			System.out.println("你輸入的數爲偶數，程序已將其轉換爲小1的奇數");
			break;
		case (1):
			i = (x + 1) / 2;
			break;
		}

		for (int line = 1; line <= i; line++) { 	// 逐行打印菱形上半部分
			for (int n = 0; n < i - line; n++) { 	// 打印製表符
				System.out.print("\t");
			}
			for (int n = 0; n < 2 * line - 1; n++) {    // 打印字符
				if((n==0)||(n==2*line-2)) {
					System.out.print("*\t");
				}else {
					System.out.print("\t");
				}
			}
			System.out.println();
		}

		for (int n = 1; n <= i - 1; n++) { 		// 逐行打印菱形下半部分
			for (int k = 0; k < n; k++) { 		// 打印製表符
				System.out.print("\t");
			}
			for (int k = 0; k < 2 * (i - n) - 1; k++) {
				if((k==0)||(k==2*(i-n)-2)) {
					System.out.print("*\t"); 				// 打印字符
				}else {
					System.out.print("\t");
				}
			}
			System.out.println();
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		printRhombus();
	}
}

運行結果：