如何用Java快速打印爱心图案？

以下是用Java打印心形图案的详细教程,通过数学公式（心形线）和字符控制台实现，代码简单易懂，适合初学者学习，同时确保在常见控制台中输出美观的心形。

public class PrintHeart {
    public static void main(String[] args) {
        // 设置画布大小（60列×30行）
        int width = 60;
        int height = 30;
        // 定义坐标范围：x为[-2.0, 2.0]，y为[1.5, -1.5]
        double xStart = -2.0;
        double xEnd = 2.0;
        double yStart = 1.5;
        double yEnd = -1.5;
        // 遍历每一行
        for (int row = 0; row < height; row++) {
            // 计算当前行对应的y坐标（从顶部到底部）
            double y = yStart + (yEnd - yStart) * row / (height - 1.0);
            // 遍历每一列
            for (int col = 0; col < width; col++) {
                // 计算当前列对应的x坐标（从左到右）
                double x = xStart + (xEnd - xStart) * col / (width - 1.0);
                // 判断(x, y)是否在心形区域内
                if (isInHeart(x, y)) {
                    System.out.print("*");  // 在心形内打印星号
                } else {
                    System.out.print(" ");  // 在心形外打印空格
                }
            }
            System.out.println();  // 换行
        }
    }
    /**
     * 使用心形线公式判断点(x, y)是否在心形区域内
     * 公式: (x² + y² - 1)³ - x²y³ ≤ 0
     * 调整y轴比例（*0.7）适配控制台字符高度
     */
    public static boolean isInHeart(double x, double y) {
        // 调整y坐标比例（控制台字符高度>宽度）
        double adjustedY = y * 0.7;
        double temp = x * x + adjustedY * adjustedY - 1;
        return temp * temp * temp - x * x * adjustedY * adjustedY * adjustedY <= 0;
    }
}

代码详解

1. 画布设置

   • width=60：控制台输出宽度（字符数）
   • height=30：控制台输出高度（行数）
   • 通过调整这两个值可缩放心形大小

2. 坐标映射

   • x: 横坐标范围 [-2.0, 2.0]（从左到右）
   • y: 纵坐标范围 [1.5, -1.5]（从顶部到底部）
   • 遍历每个像素点：(col, row) → (x, y)

3. 心形判断逻辑

   • 核心公式：(x² + y² - 1)³ - x²y³ ≤ 0
   • 关键调整：y * 0.7 补偿控制台字符高度（避免图形拉伸）
   • 满足条件时打印 ，否则打印空格

4. 运行结果
   执行代码后，控制台将输出对称饱满的心形：

   

自定义调整建议

1. 缩放心形

   • 增大width和height：扩大心形（需同步扩大坐标范围）
   • 示例：width=120, height=60 并调整 xStart=-2.5, xEnd=2.5

2. 修改形状

   • 调整公式中的 7：值越大心形越窄，值越小心形越宽
   • 示例：y * 0.5 生成更宽的心形

3. 增强视觉效果

   • 添加颜色：使用 System.out.print("u001B[31m*u001B[0m") 打印红色星号
   • 填充内部：用不同字符（如 、）替换星号

数学原理

心形线是笛卡尔坐标系中的经典曲线,其隐式方程源于：

(x^2 + y^2 - 1)^3 - x^2 y^3 = 0

代码通过坐标映射和比例调整,将数学曲线转化为控制台字符图形。

引用说明：心形线公式来源于Wolfram MathWorld，坐标映射方法参考计算机图形学中的视口变换原理。