Java如何打印空心菱形？

以下是用Java打印空心菱形的详细方法，包含代码实现、逻辑解释和优化建议,适合不同基础的访客理解：

核心思路

空心菱形由对称的上下三角形组成,关键点在于：

1. 空格控制：定位每行起始位置
2. 星号规则：首尾位置打印星号，中间用空格填充
3. 对称分割：分上半部分（递增）和下半部分（递减）

完整代码实现

import java.util.Scanner;
public class HollowDiamond {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入菱形高度(奇数): ");
        int n = scanner.nextInt();
        // 确保输入为奇数
        if (n % 2 == 0) {
            System.out.println("输入应为奇数，自动转换为 " + (n + 1));
            n += 1;
        }
        int mid = n / 2;  // 中间行索引
        // 打印上半部分（含中间行）
        for (int i = 0; i <= mid; i++) {
            printLine(mid, i, n);
        }
        // 打印下半部分
        for (int i = mid - 1; i >= 0; i--) {
            printLine(mid, i, n);
        }
    }
    private static void printLine(int mid, int i, int total) {
        // 1. 打印前导空格
        for (int j = 0; j < Math.abs(mid - i); j++) {
            System.out.print(" ");
        }
        // 2. 打印第一个星号
        System.out.print("*");
        // 3. 计算中间空格数
        int innerSpace = total - 2 * Math.abs(mid - i) - 2;
        // 4. 打印中间空格和尾星号（非首行）
        if (innerSpace > 0) {
            for (int j = 0; j < innerSpace; j++) {
                System.out.print(" ");
            }
            System.out.print("*");
        }
        // 5. 换行
        System.out.println();
    }
}

关键逻辑说明

1. 输入处理：

   

   • 要求输入奇数高度（偶数自动+1）
   • 示例：输入5生成标准菱形

2. 行数计算：

   int mid = n / 2;  // 示例：n=5时 mid=2（0起索引）

3. 空格规律：
   | 行号(i) | 前导空格数 | 中间空格数 | 输出示例 |
   |———|————|————|———-|
   | 0 | 2 | -1 | |
   | 1 | 1 | 1 | |
   | 2 | 0 | 3 | |

4. 核心公式：

   • 前导空格：Math.abs(mid - i)
   • 中间空格：总宽度 - 2*前导空格 - 2
   • 尾星号条件：中间空格数 > 0

运行示例

输入高度5时输出：

优化建议

1. 动态构建：改用StringBuilder减少IO操作

   StringBuilder sb = new StringBuilder();
   // ... 在方法内追加字符
   System.out.print(sb.toString());

2. 异常处理：添加输入验证

   if (n <= 0) {
       System.out.println("高度必须为正整数");
       return;
   }

3. 扩展性：封装打印方法，支持不同字符

   void printDiamond(int n, char symbol) { ... }

常见问题解决

• 菱形不对称：确保总行数为奇数
• 多行合并：检查换行符println()是否遗漏
• 首尾行异常：验证innerSpace>0的条件判断

引用说明：本文代码逻辑基于空间几何对称性原则实现，参考《Java编程思想》中循环控制结构的最佳实践，算法通过数学关系式动态计算空格位置,避免硬编码提升可扩展性。