本文旨在指导读者使用Java中的循环结构打印出一个菱形图案。通过分析图案的规律，我们将逐步构建代码，实现上半部分和下半部分的打印，并优化代码结构，使其更简洁易懂。此外，还将介绍一些代码优化的技巧，例如使用方法提取和字符串重复等，帮助读者提升编程能力。
要使用Java循环打印菱形图案，关键在于理解图案的结构和循环的控制。菱形可以看作是由两个三角形组成：一个正三角形和一个倒三角形。我们需要确定每一行中空格和数字的数量，并使用循环来重复打印这些空格和数字。
1. 分析图案规律
观察给定的菱形图案，我们可以发现以下规律：
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- 总共有9行。
- 中间一行（第5行）的数字最多，为9个，数字为5。
- 越往上或往下，数字的数量逐渐减少，空格的数量逐渐增加。
- 数字的值与行数有关，上半部分递增，下半部分递减。
2. 实现思路
基于以上规律，我们可以将整个打印过程分为两部分：
- 上半部分： 从第1行到第5行，数字数量递增，空格数量递减。
- 下半部分： 从第6行到第9行，数字数量递减，空格数量递增。
3. 代码实现
public class DiamondPattern {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 9; i++) {
// 计算当前行的数字数量
int digits;
if (i <= 5) {
digits = i * 2 - 1;
} else {
digits = (10 - i) * 2 - 1;
}
// 计算当前行的空格数量
int dots = (9 - digits) / 2;
// 打印空格
for (int j = 0; j < dots; j++) {
System.out.print(".");
}
// 打印数字
int digitValue = (i <= 5) ? i : (10 - i); //根据行数确定数字
for (int k = 0; k < digits; k++) {
System.out.print(digitValue);
}
// 打印空格
for (int j = 0; j < dots; j++) {
System.out.print(".");
}
// 换行
System.out.println();
}
}
}代码解释：
- 外层循环 for (int i = 1; i
- digits 变量根据当前行数 i 计算当前行的数字数量。当 i
- dots 变量根据数字数量计算当前行的空格数量。
- 内部循环 for (int j = 0; j
- 内部循环 for (int k = 0; k
- digitValue变量根据行数确定要打印的数字。
- System.out.println() 换行，开始打印下一行。
4. 代码优化
以下是一些可以优化代码的方法：
-
提取方法： 将打印空格的代码提取到一个单独的方法中，可以提高代码的可读性和可维护性。
private static void printDots(int count) { for (int i = 0; i < count; i++) { System.out.print("."); } }然后，在 main 方法中调用 printDots(dots) 即可。
-
使用 String.repeat() 方法： Java 11 引入了 String.repeat() 方法，可以更简洁地重复打印字符串。
System.out.print(".".repeat(dots)); System.out.print(String.valueOf(digitValue).repeat(digits)); System.out.print(".".repeat(dots)); -
使用三元运算符： 可以使用三元运算符来简化 digits 的计算。
int digits = (i <= 5) ? (i * 2 - 1) : ((10 - i) * 2 - 1);
-
使用 Math.abs()： 可以使用 Math.abs() 函数来简化 digits 和 dots 的计算，使其不再需要 if 语句。
int digits = 2 * (5 - Math.abs(5 - i)) - 1; int dots = (9 - digits) / 2;
5. 优化后的代码
public class DiamondPatternOptimized {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 9; i++) {
int digits = 2 * (5 - Math.abs(5 - i)) - 1;
int dots = (9 - digits) / 2;
int digitValue = (i <= 5) ? i : (10 - i);
System.out.print(".".repeat(dots));
System.out.print(String.valueOf(digitValue).repeat(digits));
System.out.print(".".repeat(dots));
System.out.println();
}
}
}6. 总结
通过本文，我们学习了如何使用Java循环打印菱形图案。我们分析了图案的规律，逐步构建代码，并学习了一些代码优化的技巧。希望本文能够帮助读者更好地理解循环的控制和代码的优化，提升编程能力。在实际开发中，我们应该注重代码的可读性和可维护性，选择最适合自己的方法来实现功能。
