在Java编程中，输出特定图形是常见的练习题，其中空长方形因其兼具基础逻辑与视觉呈现的特点，成为许多初学者的练习目标，要实现这一功能，需要结合循环结构、条件判断以及基本的输出控制，以下将详细解析实现方法、代码逻辑及优化方向。
基础实现思路：嵌套循环与条件判断
空长方形的核心特征是“四边有框，内部为空”，这要求在输出时根据行列位置决定是否打印边框字符，具体思路是：使用两层嵌套循环，外层循环控制行数，内层循环控制每行的字符数，在每一行中，通过条件判断当前字符是否位于首行、末行、首列或末列，若是则打印边框字符（如“*”），否则打印空格，这种方法逻辑清晰，易于理解,适合初学者掌握。
代码实现与关键步骤
以下是一个基础实现示例，假设长方形的高度为rows，宽度为cols：
public class EmptyRectangle {
public static void main(String[] args) {
int rows = 5; // 长方形高度
int cols = 10; // 长方形宽度
for (int i = 1; i <= rows; i++) { // 外层循环控制行
for (int j = 1; j <= cols; j++) { // 内层循环控制列
// 判断是否为边框位置
if (i == 1 || i == rows || j == 1 || j == cols) {
System.out.print("*"); // 边框字符
} else {
System.out.print(" "); // 内部空格
}
}
System.out.println(); // 每行结束后换行
}
}
}
关键步骤解析：
- 循环控制：外层循环变量
i从1到rows，代表当前行号；内层循环变量j从1到cols，代表当前列号。 - 边框判断：通过
if条件判断当前字符是否位于首行（i == 1）、末行（i == rows）、首列（j == 1）或末列（j == cols），满足任一条件则打印边框字符，否则打印空格。 - 换行处理：内层循环结束后，使用
System.out.println()实现换行,确保下一行从左侧开始输出。
优化与扩展功能
基础实现虽能完成核心功能，但实际应用中可能需要更灵活的配置，例如动态调整长方形尺寸、自定义边框字符或填充颜色,以下是优化方向：
参数化尺寸与字符
将长方形的高度、宽度及边框字符作为方法参数,提高代码复用性：
public static void printEmptyRectangle(int rows, int cols, char borderChar) {
for (int i = 1; i <= rows; i++) {
for (int j = 1; j <= cols; j++) {
if (i == 1 || i == rows || j == 1 || j == cols) {
System.out.print(borderChar);
} else {
System.out.print(" ");
}
}
System.out.println();
}
}
调用时可直接指定参数，如printEmptyRectangle(6, 12, '#'),输出不同尺寸和边框字符的长方形。
处理边界情况
当输入的rows或cols小于等于2时，长方形会退化为实线或单字符,需增加校验逻辑：
if (rows < 2 || cols < 2) {
System.out.println("尺寸必须大于2才能形成空长方形");
return;
}
使用StringBuilder提升性能
在处理大尺寸长方形时，频繁调用System.out.print()可能影响性能，可改用StringBuilder拼接字符串后一次性输出：
public static void printEmptyRectangleOptimized(int rows, int cols, char borderChar) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 1; i <= rows; i++) {
for (int j = 1; j <= cols; j++) {
sb.append(i == 1 || i == rows || j == 1 || j == cols ? borderChar : ' ');
}
sb.append("\n");
}
System.out.print(sb);
}
通过嵌套循环与条件判断，Java可以高效实现空长方形的输出，基础代码注重逻辑清晰性，而优化版本则通过参数化、边界校验和性能提升增强了实用性，掌握这一方法不仅能巩固Java基础语法，还能为后续学习图形界面编程（如Java Swing）或算法逻辑（如矩阵遍历）奠定基础，实际开发中，可根据需求进一步扩展，例如添加颜色控制、动态输入或图形化输出,使代码更贴合实际应用场景。
