Программирование на языке Java

Класс StdDraw
Абстракция стандартного рисования реализована в классе StdDraw.
Внимание! Класс StdDraw не входит в стандартный пакет Java.
Файл с классом StdDraw.java нужно загрузить и поместить в папку проекта (подпапку src) как обычный класс.
Стандартным полем для рисования является единичный квадрат (все координаты со значениями от 0 до 1).
Стандартная реализация выводит поле с черными линиями и точками на белом фоне.

Система координат
(0,0)
(x,y)
x
y
(1,1)

Определенные цвета
StdDraw.RED

Полная палитра цветов
цвет = R + G + B
Red
красный
0..255
Blue
синий
0..255
Green
зеленый
0..255
R = 218
G = 164
B = 32
R = 135
G = 206
B = 250
256·256·256 = 16 777 216 (True Color)

Управление цветом
Стандартный цвет пера:
StdDraw.setPenColor(StdDraw.RED);
Произвольный цвет пера:
StdDraw.setPenСolor (new Color(255,255,0) );
Для использования произвольных цветов нужно подключить пакет java.awt
R
G
B
import java.awt.*;

Точки и отрезки
StdDraw.line(x1, y1, x2, y2);
StdDraw.point (x, y);

Точки и отрезки. Пример программы
double t = Math.sqrt(3.0)/2.0;
StdDraw.line(0, 0, 1, 0);
StdDraw.line(1, 0, 0.5, t);
StdDraw.line(0.5, t, 0, 0);
StdDraw.point(0.5, t/3.0);;

Прямоугольники
StdDraw.rectangle (x, y, halfWidth, halfHeight)
StdDraw.filledRectangle(x, y, halfWidth, halfHeight)
(x, y)
(x, y)

Окружность
StdDraw.circle( x, y, R );
StdDraw.filledCircle( x, y, R);

Многоугольники
StdDraw.polygone (double x[], double y[]);
StdDraw.filledPolygone (double x[], double y[]);

Текст
StdDraw.text (double x, double y, String s);

Фигуры. Пример программы
StdDraw.square(.2, .8, .1);
StdDraw.filledSquare(.8, .8, .2);
StdDraw.circle(.8, .2, .2);
double[] xd = {.1, .2, .3, .2};
double[] yd = {.2, .3, .2, .1};
StdDraw.filledPolygon(xd, yd);
StdDraw.text(.2, .5, "черный текст");
StdDraw.setPenColor(StdDraw.WHITE);
StdDraw.text(.8, .8, "белый текст");

Изменение шкалы
StdDraw.setXscale (double x, double y);
StdDraw.setYscale (double x, double y);

Программирование
на языке Java
Графики функций

Построение графиков функций
Задача: построить график функции y = 3 sin(x) на интервале от 0 до 2π.
Анализ:
максимальное значение ymax = 3 при x = π/2
минимальное значение ymin = -3 при x = 3π/2
Проблема: функция задана в математической системе координат, строить надо на экране, указывая координаты в пикселях.

Преобразование координат
(x,y)
X
Y
x
y
Математическая
система координат
Экранная система координат (пиксели)
(xэ,yэ)
xэ
yэ
(0,0)
(0,0)
a
b
k – масштаб (длина изображения единичного отрезка на экране)
xэ = a + kx
yэ = b + ky

Преобразование координат
StdDraw.setXscale(0, 2 * Math.PI);
StdDraw.setYscale(-3, 3);
Также можно изменить стандартные размеры холста.

Вывод графика функции
int N = in.nextInt();
double[] x = new double[N + 1];
double[] y = new double[N + 1];
for (int i = 0; i <= N; i++) {
x[i] = 2 * Math.PI * i / N;
y[i] = 3 * Math.sin(x[i]);
}
StdDraw.setXscale(0, 2 * Math.PI);
StdDraw.setYscale(-3, 3);
for (int i = 0; i <= N; i++)
StdDraw.point(x[i], y[i]);
Количество шагов
Координаты точек
Изменение шкалы
Рисование точек

Вывод графика функции
int N = in.nextInt();
double[] x = new double[N + 1];
double[] y = new double[N + 1];
for (int i = 0; i <= N; i++) {
x[i] = 2 * Math.PI * i / N;
y[i] = 3 * Math.sin(x[i]);
}
StdDraw.setXscale(0, 2 * Math.PI);
StdDraw.setYscale(-3, 3);
for (int i = 0; i < N; i++)
StdDraw.line(x[i], y[i], x[i+1], y[i+1]);

Задания
1: Построить график функции y = x2 на интервале [-3,3].
2: Построить график функции, заданной в полярных координатах

Программирование
на языке Java
Анимация с помощью StdDraw

Размер холста
StdDraw.setCanvasSize(int w, int h);
По умолчанию StdDraw создает холст размером 512 на 512 пикселей.
Для создания холста произвольных размеров используйте метод setCanvasSize()

Очистка экрана
Для очистки экрана существует 2 метода:
clear() – очищает экран и закрашивает фон в белый цвет.
clear(Color c) – очищает экран и закрашивает фон в цвет, указанный в качестве параметра.

Отрисовка
Для создания эффекта анимации используются следующие методы:
show(int dt) – выводит на экран элементы и устанавливает паузу в dt миллисекунд.
1 секунда = 1000 миллисекунд
show() – выводит элементы на экран и выключает режим анимации.