如何在 Java 中构建金字塔答案

【问题标题】：How to construct a pyramid in Java如何在 Java 中构建金字塔
【发布时间】：2020-02-11 17:29:53
【问题描述】：

根据用户输入的行数，如何使用循环程序构建金字塔？比如

   *
  ***
 *****
*******

我尝试观看几个视频并阅读有关此逻辑的文章，但讲师要么无法理解，要么跳过了推理。

我知道每行增加 2 颗星，而且我知道因为每行都有奇数颗星，我可以将一行中的星数定义为 2n+1，其中 n 是整数。我注意到一个 2 行三角形的底数为 3 颗星，一个 3 行三角形的底数为 5 颗星，依此类推。因此，对于第 n 行，三角形底数为 n+(n-1)，即 2n-1。例如，r_5：base = 9 颗星。我知道我的程序需要考虑的下一件事是间距。我注意到，从底部开始，间距每行增加 2，直到前半部分有 n-1 个空格，后半部分有 n-1 个空格，换句话说，间距从底部开始增加，直到大于或等于 2b-2。

我认为涵盖 Java 程序需要知道的所有要点：每行的星数、基数的大小和间距。但是我如何用 for while 循环来翻译这一切呢？

【问题讨论】：

想清楚这一点：for 循环将允许循环体执行 X 次，其中 X 是一个有限且已知的数字。想想在你的金字塔中什么是已知的和有限的数字？您的程序在开始工作之前需要询问用户的一件事是什么？
就像对 OP 的说明一样，您将需要多个循环。请记住，当您知道有多少次迭代时使用 for 循环，而当迭代次数不确定时使用 while 循环。鉴于这些点点滴滴的知识和你以前对代数的理解，按照 Stephen C 所说的去做，试一试。忽略发布的解决方案——有些事情告诉我，你已经知道你会从为答案的挣扎中得到更多。
我自己尝试过编码，但通常我只会得到奇怪的对角星或一列星。自己尝试确实在一定程度上有所帮助，例如，它让我意识到需要多个循环。我很高兴我在这里收到了很多回复，我今天晚些时候醒来时会再试一次

标签： java loops for-loop while-loop shapes

【解决方案1】：

这是我的实现 -

public static String repeat(String str, int times) {
    return new String(new char[times]).replace("\0", str);
}

public void createPyramid(int size) {
    for (int i = 1; i <= size; i += 2) {
        int numSpaces = (size - i) / 2;
        System.out.println(repeat(" ", numSpaces) + repeat("*", i) + repeat(" ", numSpaces));
    }
}

调用方法为 - createPyramid(7); 应该会给你想要的输出。您可以增加更大的金字塔的大小。

我为金字塔的大小迭代的变量。并且每行上的星数从0开始增加2。i增加2。空格将等于size - number of *'s但它们必须在*之前和之后对称地重复，我们除它乘以 2。这将给出 * 之前和之后的空格数，在中间我们只需要打印编号由 i 给出的 *。所以，我们最终打印它们。 repeat 函数创建一个由str 参数重复times 次形成的字符串。例如 - 如果我们调用repeat("abc", 3)，它将返回“abcabcabc”。

【讨论】：

【解决方案2】：

方法一

注意，如果我们将当前行号表示为从 0 开始的“行”，总行数表示为“n”，

每行星数 = 2*line + 1

每行中的前导（或尾随）空格数 = n - 行 - 1

我们可以使用这个规则简单地生成金字塔：

int n = 4;
for (int line = 0; line < n; line++) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    int starsToAppend = 2 * line + 1;
    int spaceToAppend = n - line - 1;

    while (spaceToAppend-- > 0) sb.append(" ");
    while (starsToAppend-- > 0) sb.append("*");

    System.out.println(sb.toString());
}

方法二

您也可以从中间接近并展开。请注意，中间有一个恒定的星号 (*) 列，并且在每一侧，每次仅在每行中添加一个星号。其余的都是空格。

int n = 4;
for(int line=0; line <n ; line++){
    StringBuilder sb = new StringBuilder("*");
    int spacesToAppendOnBothSides = n-line-1;
    int starsToAppendOnBothSides = line;

    for(int idx=0; idx<starsToAppendOnBothSides; idx++){
        sb.insert(0, "*");  //appends to the beginning
        sb.append("*");     //appends to the end
    }
    for(int idx=0; idx<spacesToAppendOnBothSides; idx++){
        sb.insert(0, " ");
        sb.append(" "); //NOTE: You may exclude this line to avoid adding trailing spaces
    }
    System.out.println(sb.toString());
}

解释：

在第一次迭代（行 == 0）时，我们取一颗星，

并在两边添加零个额外的星星（因为我们的 line# 是零），这给了我们（相同的字符串）：

然后添加 n-line-1（我们减去 1，因为我们已经添加了 1 个字符 - 第一个星） = 该星的每一侧有 3 个空格，这给了我们：

...*...

如果我们应用相同的逻辑，则在第二次迭代（行 == 1）： 1.

    ***
     ^ This middle one is the first star

    ..***..

理解逻辑后就很简单了。有多种方法可以做到这一点，但这些是最简单的:)

【讨论】：

【解决方案3】：

假设您需要打印n 行的金字塔。您可以看到i 行（其中i 介于1 和n 之间）将以n-i 空格开头并带有(i-1)*2+1 星号：

    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        int spaces = n-i;
        int stars = (i-1)*2+1;
        for (int j = 1; j <= spaces; ++j) {
            System.out.print(' ');
        }
        for (int j = 1; j <= stars; ++j) {
            System.out.print('*');
        }
        System.out.println();
    }

【讨论】：