Java代码输出心形图案

初学编程的小伙伴肯定有过这样一个想法，就是我能不能利用代码来输出一个特定的图案呢？比如一个爱心？那必然是可以的，代码能实现的功能很多，这只是其中的一小小用法。以下是思路与代码。

方法一

暴力解法：

我们可以先画出一个正方形，然后，随后我们可以在这个正方形的范围内画出一个爱心图案，最后将爱心图案所涉及到的点一个一个标记起来，最后在有标记点的地方输出小爱心，没有标记点的地方输出空白。这样就能在屏幕上输出一个爱心图案了。

例如：这里我选择的是，使用网格图来作为载体，这样更好进行标记点的位置，也便于代码实现





Java代码实现

注：由于在Java中引用数据类型的默认值为 0 ，所以我们只需要将特定的位置赋值为1起到标记的作用，无需标记其他位置。代码中说的行列是以上面图像作为基础的

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //根据图像要求，创建一个行长为12，列长为13的二维数组
        int[][] arr=new int[12][13];
        //第一行像素点的赋值
        for(int i=2,j=10; i<5; ++i,--j){
            arr[0][i]=1;
            arr[0][j]=1;
        }
        //第二行像素点的赋值
        int index=1;
        arr[index][1]=1;
        arr[index][5]=1;
        arr[index][11]=1;
        arr[index][7]=1;

        //中间独自一个的格子
        int n=arr[0].length;
        arr[index+1][(n-1)/2]=1;

        //第二行到第五行像素点的赋值
        int i;
        for(i=2; i<6; ++i){
            arr[i][0]=1;
            arr[i][n-1]=1;
        }
        //第六行到最后一行的格子
        int left=1;
        int right=n-2;
        for(; i<arr.length; ++i){
            arr[i][left++]=1;
            arr[i][right--]=1;
        }

        //内部填满
        InternalMarkup(arr);

        //输出函数
        Effect_Output(arr);
    }

    //将爱心内部填满
    public static void InternalMarkup(int[][] arr){

        for(int i=1; i<arr.length; ++i){
            //寻找左边界
            int left=0;
            while(arr[i][left++] == 0);
            //寻找右边界
            int right=arr[i].length-1;
            while(arr[i][right--] == 0);

            //左右边界内的格子标记为 1 ，爱心内部填满
            while(left <= right){
                arr[i][left]=1;
                arr[i][right]=1;
                ++left;
                --right;
            }
        }

        //第一行中间格子需要为零
        arr[1][arr[1].length/2]=0;
        return;
    }

    //按传递的参数输出爱心图案
    public static void Effect_Output(int[][] arr){
        //爱心符号的unicode码
        char target='\u2764';
        for(int i=0; i<arr.length; ++i){
            for(int j=0; j<arr[i].length; ++j){
                //判断该下标的值是否为 1 ，是则输出爱心图案，反之输出空格
                if(arr[i][j] == 1){
                    System.out.print(target+" \t");
                } else{
                    System.out.print(" \t");
                }
            }
            System.out.println();   //换行
        }
    }

运行效果

总结

虽然使用暴力解法，语法变得更简单，但是输出的图像还是太过于生硬了。

方法二

数学公式解法

相信很多人都听说过笛卡尔方程的故事，该方程图形显现出来确实一个心形图像。公式：(X²×Y²-1)³ - X²×Y³=0;

图像

该图片来自网络，侵删

Java代码实现

注：以下代码部分来自知乎，怎么用JAVA打出来小爱心~~~? - 木木编程的回答 - 知乎https://www.zhihu.com/question/352773471/answer/2494438152，注释是自己添加的，本人数学比较差，属实是没想出来怎么用数学公式解这题。

public class test
{
	public static void main(String[] args)
	{
        //需要使用浮点数进行运算
        float x,y;
        //y轴控制的是图像的长度，因为图像打印是由上往下打印，根据图像y从正数开始
        //其中递减的值是可由实际情况调整
        for(y=1.3f; y>-1.1f; y-=0.15f){
            //x轴控制的是图像的宽度，自左向右打印，根据图像x从负数开始
            for(x=-1.2f; x<=1.2f; x+=0.05f){
                //使用中间变量代替较长的运算
                float temp=x*x+y*y-1;
                //pow方法作用是获取x的n次方，第一个参数为x，第二个参数为n
                if( (Math.pow(temp,3) - (x*x*Math.pow(y,3) )) <= 0.0f){
                    //由于unicode码不好进行对齐，所以这里使用 * 号代替
                    System.out.print("*");
                }else{
                    //输出空格
                    System.out.print(" ");
                }
            }
            //换行
            System.out.println();
        }
	}
}

运行效果

总结

使用公式法解，图像优化了很多，且语法也并不复杂，只是对数学不太感冒的人来说不够友好，例如我，但这的确是我所了解到的最优解了。所以想要写出更好更优美的代码，还是要学好用好数学。在此，吾与诸君共勉之。

感谢各位的阅读，如有错误，欢迎指出。