L-system的简单实现

       L-system方法是生成分形的其中一种方法，它可以从简简单单的图形开始，连续的拼接，可以生成美妙的图形。我的这个L-system方法的实现呢，

是很简单的一种，通过生成字符串，来遍历字符串的每一个字母，对应的字母代表一种含义，然后可以将含义告诉计算机，让计算机遍历字符串的时

候执行字符对应动作，这样就可以了。而字符的生成过程，如图所示：

如上图就是字符生成过程，我们可以在实现过程中，可以在字符串数组中先保存一个'F'，然后遍历数组，然后再取得每一个字母，对应生成其所对应的字符串，

那么就可以形成数组中的下一个元素了。

       然后在自己的程序中，给每一种字符赋予一种含义，像上面就有三种字符，'F','-','+'，那么我们就为这三种字符赋予它的含义，'F'代表向前面走一次，'—'代

表逆时针旋转，'+'代表顺时针旋转，等等。你可以自己为他们赋予你自己所想的任何计算机可以执行的动作，然后在后面让计算机遍历数组，得到字符，那么就

可以进行我们自己想要的创作了。如下，是我实现时的简单代码：

import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Toolkit;
import java.awt.event.MouseAdapter;
import java.awt.event.MouseEvent;

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;

/**
 * L-system的实现，采用层层对的模式进行代码编写，来对实现进行层次化的进行
 * @author LONG 2013-04-08
 * @version 1.0
 *
 */
public class LSystem extends JFrame{
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	private static double PI = Math.PI;		//定义常量圆周率PI
	private Dimension di = null;	//用来得到屏幕尺寸
	private JPanel jp = null;		//声明面板类型变量
	private Graphics gr = null;		//声明画布类型变量
	private static String[] lsystem = new String[20];	//用来存储编码的字符串数组
	private static int count = 0;		//用来记录画了几次
	private static double length = 500.0;	//定义初始画的时候，应该画的长度
	
	
	//以下三个参数用来调整图形形状
	private static int b_1 = 2;
	private static int b_2 = 2;
	private static int b_3 = 2;
	
	/**
	 * 程序的入口
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args){
		LSystem ls = new LSystem();		//创建窗体对象
		lsystem[0] = "F";	//给字符数组的第一位赋值
		ls.doInit();		//调用内部方法
	}
	
	/**
	 * 初始化生成用于绘画的面板
	 */
	private void doInit(){
		this.setTitle("L-system的实现");
		Toolkit tl = Toolkit.getDefaultToolkit();
		di = tl.getScreenSize();
		this.setSize(di.width*7/8,di.height*7/8);
		this.setDefaultCloseOperation(3);
		this.setLocation(di.width/16, di.height/16);
		jp = new JPanel();
		jp.setPreferredSize(new Dimension(di.width*7/8,di.height*7/8));
		this.add(jp);
		this.setResizable(false);
		jp.setBackground(Color.BLACK);
		
		this.setVisible(true);
		
		gr = jp.getGraphics();
		jp.addMouseListener(new MouseAdapter(){
			public void mousePressed(MouseEvent e){
				repaint();
			}
			public void mouseReleased(MouseEvent e){
				firstStep(e);
			}
		});
	}
	
	/**
	 * 第一步函数，进行初始化和给数组的下一位生成编码元素
	 */
	private void firstStep(MouseEvent e){
		String goal = lsystem[count++];
		String values = "";
		for(int i = 0; i < goal.length(); i++){	//循环对于读取出来的字符串进行遍历
			if(goal.charAt(i) == 'F'){
				values = values + "F-F++F*F";
			}else if(goal.charAt(i) == '-'){
				values = values + "-";
			}else if(goal.charAt(i) == '+'){
				values = values + "+";
			}else if(goal.charAt(i) == '*'){
				values = values + "*";
			}
		}
		lsystem[count] = values;		//将生成的下一次会用到的字符码付给了数组的下一个位置
		secondStep(goal,count - 1,e);		//调用下一步的函数，进行遍历读取字符，进行绘画
	}
	
	/**
	 * 接受编码，和绘画的次数，来进行绘画
	 * @param goa	用来绘制的字符编码
	 * @param mu	绘画的次数
	 */
	private void secondStep(String goa,int mu,MouseEvent e){
		double temp_length = length/(Math.pow(3.0, mu));
		if(mu > 3){
			temp_length = 5;
		}
		double x1 = e.getX();
		double y1 = e.getY();
		double angle = 0.0;
		for(int i = 0; i < goa.length();i++){	//循环读取字符串里面的字符
			char temp = goa.charAt(i);
			if(temp == 'F'){	//如果为划线
				double x2 = x1 + temp_length*Math.cos(angle);
				double y2 = y1 + temp_length*Math.sin(angle);
				gr.setColor(Color.green);
				gr.drawLine((int)x1, (int)y1, (int)x2, (int)y2);
				x1 = x2;
				y1 = y2;
			}else if(temp == '-'){	//如果是'-'号则逆时针旋转PI/3
				angle -= PI/b_1;
			}else if(temp == '+'){	//如果是'+'号则顺时针旋转PI/3
				angle += PI/b_2;
			}else if(temp == '*'){	//如果是'*'号则逆时针旋转PI/6
				angle -= PI/b_3;
			}
			
		}
	}
	
}

以上代码就是简单的实现，读者可以试着更改里面的三个参数（b_1,b_2,b_3），可以得到不同的形状。

 

一下是我通过更改参数所得到的的图形：

图一：

b_1 = 3

b_2 = 4

b_3 = 3

 

 

图二：

b_1 = 3

b_2 = 4

b_3 = 3

 

图三:

b_1 = 4

b_2 = 2

b_3 = 4

 

图四：

b_1 = 3

b_2 = 3

b_3 = 4

 

图五：

b_1 = 5

b_2 = 6

b_3 = 9

 

图六：

b_1 = 3

b_2 = 3

b_3 = 7