本文實例講述了java編程實現的模擬行星運動。分享給大家供大家參考，具體如下：
期待了很久的java語言程序設計也拉下了帷幕，在幾個月的時間里基本掌握了java的簡單用法，學習了java的主要基礎知識，面向對象思想，多線程并發控制，swing界面設計，動畫制作等，最后結課了也打算制作一個課程設計能夠盡可能多的涵蓋所學知識，將其進行串聯，因此考慮實現了一個簡單的模擬行星運動的小軟件，主要思路如下：
利用動畫實現行星運動的模擬，主面板里有一個中心行星，同時繪制了橢圓軌道，有一顆運動的行星圍繞著中心行星運動。同時右下角設置的有四個按鈕，即“start”、“pause”、“accelerate”和“decelerate”分別可以使行星運動、暫停、加速、減速。
一、類的設計：
star繼承自jpanel。star類是行星的基類，所有運動的行星都是繼承自star類。內部draw()方法主要繪制了一個實心圓形，目的是在每次繪制時，可以保證中心行星始終顯示。paintcomponent()方法重寫了jpanel的繪制方法，目的是保證繼承自star類的stars類的實例對象可以繪制出自己的行星。如下：
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package star;import java.awt.color;import java.awt.graphics;import javax.swing.jpanel;public class star extends jpanel{ /** * 基本的行星類 */ private static final long serialversionuid = 1l; int x,y; int width,height; public star() { width = 10; height = 10; } public star(int x, int y){ this.x = x; this.y = y; width = 10; height = 10; } public void draw(graphics g){ g.setcolor(color.blue); g.filloval(x, y, width, height); } protected void paintcomponent(graphics g){ super.paintcomponent(g); g.filloval(x, y, width, height); }} |
stars類繼承自star類，是對star類的進一步細化，表示運動的行星。stars類中的alfa表示運動行星的運動起始角度，speed表示運動速度，可對其進行修改。long，short分別表示橢圓軌跡的長軸與短軸。center表示其實例化對象的中心行星。paintcomponent()函數重寫了paintcomponent()，內部引用了父類的draw()函數，并且根據long,，short繪制了橢圓軌道，long、short由實例化對象調用構造方法來決定。move()函數描述了x，y的變化方程，即圍繞著橢圓軌道變化，同時規定了alfa的變化方式。start()函數表示線程開始，pause()函數表示線程暫停，accelerate()函數表示對行星的加速操作，decelerate()函數表示對行星減速的操作。
pthread類目的是控制線程，即通過對pthread類的實例化可以控制行星的開始運動，暫停運動，加速，減速。pthread類繼承自thread類，且包含于starts類中，因而，pthread類不能被定義為共有類。pthread類提供了run()方法，不斷調用repaint()方法，對畫面進行重新繪制。setsuspend()方法利用改變boolean變量對線程進行暫停操作（調用notifyall()方法）。因為pthread類是starts的內部類，所以之后starts類中將生成一個pthread類的對象，并且利用該對象，對線程進行操作。
設計如下：
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package star;import java.awt.color;import java.awt.graphics;public class stars extends star{ /** * 運動的行星 */ private static final long serialversionuid = 1l; double alfa ; double speed ; star center; int long ; //長軸 int short;//短軸 public stars(int px,int py,star center){ super(px,py); this.center = center; long = (px - center.x)*2; short = (py - center.y)*2; this.setopaque(true);// move(); alfa = 0; speed = 0.001; } protected void paintcomponent(graphics g){ super.paintcomponent(g); center.draw(g);//畫出中心點 move(); g.setcolor(color.green); g.drawoval(center.x-long/2, center.y-short/2, long, short); } public void move(){ x = center.x + (int)(long/2*math.cos(alfa)); y = center.y + (int)(short/2*math.sin(alfa)); //沿橢圓軌跡運行 alfa += speed; //角度不斷變化 } class pthread extends thread{ //重畫線程類 private boolean suspend = true; private string control = ""; public void run(){ while(true){ synchronized (control) { if(suspend){ //move(); repaint(); } } } } public void setsuspend(boolean s){ //設置線程暫停方法 if (!suspend) { synchronized (control) { control.notifyall(); } } this.suspend = s; } } public pthread pt = new pthread(); public void start(){ pt.setsuspend(true); pt.start(); } public void pause(){ pt.setsuspend(false); } public void accelerate(){ //加速的方法 if(speed > 0){ //角度每次加速0.0002 speed += 0.0002; } else speed = 0.001; } public void decelerate(){ //減速的方法 if(speed > 0){ speed -= 0.0002; //角度每次減速0.0002 } //若減速到0，則不能繼續減速，另速度為0，停止運動 else speed = 0; }} |
starframe類是本程序的啟動面板，通過實例化該類，生成主程序界面，并且將行星部件，按鈕，標簽添加進面板。內部的getpanel()方法對兩個按鈕進行了設置，并且返回一個jpanel（將四個按鈕添加進該jpanel中）。getlabel()方法返回一個文字描述的jlabel。center對象是star類的實例化，p1是stars類的實例化，分別表示中心行星與環繞行星。jb1，jb2，jb3，jb4分別是行星的啟動，暫停，加速，減速的控制按鈕。image表示界面背景圖，layeredpanel是界面的層次面板，方便背景圖的設置。jp,jl是設置背景圖的部件。設計如下：
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package star;import java.awt.borderlayout;import java.awt.color;import java.awt.font;import java.awt.event.actionevent;import java.awt.event.actionlistener;import javax.swing.imageicon;import javax.swing.jbutton;import javax.swing.jframe;import javax.swing.jlabel;import javax.swing.jlayeredpane;import javax.swing.jpanel;public class starframe extends jframe{ /** *行星模擬啟動面板 */ private static final long serialversionuid = 1l; star center = new star(300,200);//定義中心行星 stars p1 = new stars(300+230,200+130,center);//環繞中心的行星 stars p2 = new stars(300+230+20,200+130+20,p1); jbutton jb1 = new jbutton("start"); jbutton jb2 = new jbutton("pause"); jbutton jb3 = new jbutton("accelerate"); jbutton jb4 = new jbutton("decelerate"); imageicon image=new imageicon("timg.jpg");//背景圖，利用相對路徑定義 jlayeredpane layeredpane; //定義一個層次面板，用于放置背景圖片 jpanel jp; jlabel jl; public starframe(){ //為p1設置位置，與大小 p1.setbounds(40,40,600,400);// p2.setbounds(40,40,600,400); //定義背景圖，將背景圖放于jlabel中，將jlabel放于jpanel中 layeredpane = new jlayeredpane(); jp = new jpanel(); jp.setbounds(0,0,image.geticonwidth(),image.geticonheight()); jl=new jlabel(image); jp.add(jl); //將jp放到最底層。 layeredpane.add(jp,jlayeredpane.default_layer); //將jb放到高一層的地方 layeredpane.add(p1,jlayeredpane.modal_layer);// layeredpane.add(p2,jlayeredpane.modal_layer); layeredpane.add(getpanel(),jlayeredpane.modal_layer); layeredpane.add(getlabel(),jlayeredpane.modal_layer); //分別為jb1、jb2、jb3、jb4設置相關動作 jb1.addactionlistener(new actionlistener(){ public void actionperformed(actionevent e) { // todo auto-generated method stub p1.start(); } } ); jb2.addactionlistener(new actionlistener(){ public void actionperformed(actionevent e) { // todo auto-generated method stub p1.pause(); } }); jb3.addactionlistener(new actionlistener(){ public void actionperformed(actionevent e) { // todo auto-generated method stub p1.accelerate(); } }); jb4.addactionlistener(new actionlistener(){ public void actionperformed(actionevent e) { // todo auto-generated method stub p1.decelerate(); } }); this.setlayeredpane(layeredpane); this.settitle("star"); this.setbounds(100,100,1000, 600); this.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); this.setvisible(true); } private jpanel getpanel(){ //返回定義的四個按鈕 jpanel jp = new jpanel(); jp.add(jb1); jp.add(jb2); jp.add(jb3); jp.add(jb4); jp.setbounds(750,450,200,70); return jp; } private jpanel getlabel(){ //返回文字描述 jlabel jl = new jlabel("行星模擬"); jl.setforeground(color.red);//設置字體顏色 jl.setfont(new font("dialog",0,20));//設置字體 jpanel jp = new jpanel(); jp.add(jl,borderlayout.center); jp.setbounds(800,0,150,40); return jp; } public static void main(string[] args) { @suppresswarnings("unused") starframe f = new starframe(); }} |
運行效果：
二、對象：
因為java是面向對象的語言，當然不能像c語言一樣，僅僅靠函數實現，課設里豈能沒有對象？
主要對象：
對象center，即中心行星
對象p1，即環繞行星
對象pt，即負責控制線程的對象
對象f，即程序啟動面板
三、對象之間的關系（交互）
p1與center的關系：star類是行星的基類，繼承自jpanel，其內部定義了基本的半徑與坐標，其實例化對象center即是運動行星的中心行星。而繼承自star的stars類表示運動行星，是其進一步的細化，因此其實例化對象p1表示運動的行星1，且圍繞著center運動，同時center作為參數傳遞給p1的構造方法，完成二者交互。對象p1與center便是這樣的關系。實例化對象center后，便會在指定坐標下繪制實心圓形，center對象的x，y坐標不會變化。而對象p1在實現繪制實心圓形的基礎上，又根據center的坐標繪制了指定長軸，短軸的橢圓軌道，同時其內部實現了thread類，不中斷的執行線程。相互的繼承關系，使得center和p1可以互不干擾的繪制圖形，值得一提的是，在stras類中的paintcomponent()方法中，仍需要調用center對象的draw()方法，因為線程開始時會調用repaint()方法，如果不實現center的draw()方法，那么最終結果將不會顯示中心行星。
pt與p1的關系：pthread類繼承自thread類，定義了run()方法，通過其實例化對象p1，可以調用start()方法啟動線程，而pthread類在starts類內部，因而通過p1內的方法可以控制線程，即控制其速度，加速減速，控制其運行與否。
f與各對象的關系：starframe繼承自jframe，其實例化對象f將各對象添加進繪畫布里，制作了界面，并控制了每個部件的大小、位置，是程序運行的關鍵。
四、面向對象的理解：
萬物皆對象，有些同學問我到底什么才是對象，我回答說有new的都是對象，對象便是類的實例化，本程序中，可以通過對stars類進行實例化從而創造出無數多個行星（理論上是的），但是內部函數的實現有些問題難以解決，主要便在paintcomponent()方法的重寫上，再次創建對象后，便會再次重寫該方法，于是會出現不可避免的問題，也是無法解決的一個遺憾！
希望本文所述對大家java程序設計有所幫助。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/wangbowj123/article/details/76472789
