Java语言程序设计基础篇_编程练习题**18.38 (递归树)

news2025/10/31 11:18:29

题目：**18.38 (递归树)

代码示例

代码逻辑解释

类定义和变量初始化

main 方法

start 方法

drawRecursiveTree 方法

输出结果

题目：**18.38 (递归树)

编写一个程序来显示一个递归树，如图18-20所示

代码示例

编程练习题18_38RecursionTree.java

package chapter_18;

import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.ContentDisplay;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.TextField;
import javafx.scene.input.KeyCode;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Line;
import javafx.stage.Stage;

public class 编程练习题18_38RecursionTree extends Application{
	private int order;
	private int size;
	private int canvasWidth;
	private int canvasHeight;
	
	public static void main(String[] args) {
		Application.launch(args);
	}
	@Override
	public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
		size = 300;
		canvasWidth = size;
		canvasHeight = size - 50;
		
		Group root = new Group();
		Scene scene = new Scene(root,size,size);
		
		TextField tfOrder = new TextField();
		Label lbOrder = new Label("Enter a umber",tfOrder);
		lbOrder.setContentDisplay(ContentDisplay.RIGHT);
		lbOrder.setAlignment(Pos.CENTER);
		
		BorderPane borderPane = new BorderPane();
		borderPane.setCenter(root);
		borderPane.setBottom(lbOrder);
		BorderPane.setAlignment(lbOrder, Pos.CENTER);
		
		tfOrder.setOnKeyPressed(e ->{
			if(e.getCode() == KeyCode.ENTER) {
				root.getChildren().clear();
				order = Integer.parseInt(tfOrder.getText());
				drawRecursiveTree(root,order,canvasWidth/8,canvasHeight/4,
						canvasHeight*0.24,Math.PI/2);
			}
		});
		scene.setRoot(borderPane);
		primaryStage.setTitle(getClass().getName());
		primaryStage.setScene(scene);
		primaryStage.show();
	}
	private void drawRecursiveTree(Group group,int order,double x,double y,double length,double angle) {
		if(order < 0)
			return;
		double x2 = x + length*Math.cos(angle);
		double y2 = y - length*Math.sin(angle);
		Line line = new Line(x,y,x2,y2);
		line.setStroke(Color.BLACK);
		group.getChildren().add(line);
		drawRecursiveTree(group, order-1, x2, y2, length*0.7, angle-Math.PI/6);
		drawRecursiveTree(group, order-1, x2, y2, length*0.7, angle+Math.PI/6);
	}
}

代码逻辑解释

类定义和变量初始化

类定义：编程练习题18_38RecursionTree 类继承自 Application，是 JavaFX 应用程序的入口。
变量初始化：类中定义了四个私有变量 order（树的阶数），size（窗口大小），canvasWidth（画布宽度），canvasHeight（画布高度）。注意，虽然 canvasWidth 和 canvasHeight 被初始化了，但在绘图过程中它们实际上并没有直接被用作限制条件，而是用于计算初始绘图的起始位置和长度。

`main` 方法

Application.launch(args);：这是 JavaFX 应用程序的标准启动方式，它接收命令行参数并启动应用程序。

`start` 方法

初始化窗口大小：size 设置为 300 像素，canvasWidth 和 size 相同，canvasHeight 设置为 size - 50，为底部留出空间放置控件。
创建 Group 和 Scene：Group 对象 root 作为所有绘图元素的容器，Scene 对象 scene 设置了窗口的大小，并将 root 作为其内容。
创建用户输入控件：TextField 用于接收用户输入的阶数，Label 显示提示信息并与 TextField 关联。Label 的内容显示设置为右侧，文本对齐设置为居中（虽然这主要用于水平布局，但在这个垂直布局的 BorderPane 中可能看起来有些奇怪）。
布局设置：使用 BorderPane 布局，将 root 设置为中心区域，Label（包含 TextField）设置为底部区域。TextField 在 BorderPane 中直接居中对齐的设置实际上是无效的，因为它被包含在 Label 中，而 Label 的对齐方式被设置为居中，但这主要影响的是文本的水平对齐。
事件监听：为 TextField 设置按键事件监听器，当按下回车键时，清除 Group 中的所有子元素，解析用户输入的阶数，并调用 drawRecursiveTree 方法绘制树。
设置并显示舞台：将 BorderPane 设置为场景的根节点，设置舞台的标题，将场景添加到舞台，并显示舞台。

`drawRecursiveTree` 方法

递归逻辑：该方法通过递归调用自身来绘制树的每一级分支。
参数：包括 Group 对象（用于添加线条）、阶数（order）、当前分支的起点坐标（x, y）、分支的长度（length），以及当前分支的角度（angle）。
递归终止条件：如果阶数小于 0，则递归结束。
绘制线条：计算当前分支的终点坐标，创建 Line 对象，设置其颜色和起点终点坐标，并将其添加到 Group 中。
递归调用：对当前分支的左右两侧进行递归调用，每次递归时减小分支长度并调整角度（左右分支分别减去和加上 Math.PI/6，即 30 度）。