Java如何打印空心三角形？代码逻辑详解

Java打印空心三角形的基本原理

在Java中打印空心三角形,核心在于控制字符的输出位置和条件，空心三角形由空格和星号（*）组成，其中边框使用星号，内部填充空格，要实现这一效果，需要明确三角形的行数、每行的星号位置以及空格的填充逻辑，我们可以通过嵌套循环结构来控制行数和每行的字符输出，结合条件判断决定当前是输出星号还是空格。

空心三角形的基本结构分析

以5行的空心三角形为例,其结构如下：

观察可知,第一行只有一个星号，位于中间位置；中间行的星号分别位于行首和行尾，其余位置为空格；最后一行则由连续的星号组成，这种规律提示我们，需要根据当前行号和列号的关系，动态决定输出内容。

使用嵌套循环实现空心三角形

控制行数

外层循环通常用于控制三角形的行数,若打印5行空心三角形，外层循环可从1到5遍历，变量i表示当前行号。

控制每行的空格和星号

内层循环负责处理每行的字符输出,具体分为三部分：

• 前导空格：每行的星号需要右对齐，因此前面需要填充一定数量的空格，空格数量与行号相关，例如第i行需要n-i个前导空格（n为总行数）。
• 星号和空格的交替输出：对于中间行（非首尾行），星号位于行首和行尾，其余位置为空格，内层循环需要判断当前列号是否为行首或行尾，是则输出星号，否则输出空格。
• 最后一行的特殊处理：最后一行通常由连续的星号组成，因此可以单独判断当前行是否为最后一行，若是则直接输出2n-1个星号。

代码实现示例

以下是一个完整的Java代码示例,用于打印指定行数的空心三角形：

public class HollowTriangle {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5; // 三角形的行数
        printHollowTriangle(n);
    }
    public static void printHollowTriangle(int n) {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            // 打印前导空格
            for (int j = 1; j <= n - i; j++) {
                System.out.print(" ");
            }
            // 打印星号和空格
            for (int k = 1; k <= 2 * i - 1; k++) {
                // 判断是否为行首、行尾或最后一行
                if (k == 1 || k == 2 * i - 1 || i == n) {
                    System.out.print("*");
                } else {
                    System.out.print(" ");
                }
            }
            System.out.println(); // 换行
        }
    }
}

代码逻辑详解

1. 外层循环（行控制）：for (int i = 1; i <= n; i++)遍历每一行，i从1到n。
2. 前导空格打印：for (int j = 1; j <= n - i; j++)打印n-i个空格，确保星号右对齐。
3. 星号和空格打印：内层循环for (int k = 1; k <= 2 * i - 1; k++)控制每行的字符输出：
   • k == 1或k == 2 * i - 1表示当前列为行首或行尾，输出星号。
   • i == n表示最后一行，所有位置均输出星号。
   • 其他情况输出空格。
4. 换行处理：每行结束后调用System.out.println()换行。

不同方向的空心三角形实现

倒置空心三角形

若需打印倒置的空心三角形,只需调整外层循环的遍历顺序和空格逻辑。

public static void printInvertedHollowTriangle(int n) {
    for (int i = n; i >= 1; i--) {
        for (int j = 1; j <= n - i; j++) {
            System.out.print(" ");
        }
        for (int k = 1; k <= 2 * i - 1; k++) {
            if (k == 1 || k == 2 * i - 1 || i == 1) {
                System.out.print("*");
            } else {
                System.out.print(" ");
            }
        }
        System.out.println();
    }
}

左对齐空心三角形

左对齐的空心三角形无需前导空格,直接调整星号和空格的输出逻辑即可：

public static void printLeftAlignedHollowTriangle(int n) {
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int k = 1; k <= 2 * i - 1; k++) {
            if (k == 1 || k == 2 * i - 1 || i == n) {
                System.out.print("*");
            } else {
                System.out.print(" ");
            }
        }
        System.out.println();
    }
}

常见问题与优化

1. 边界条件处理：当n=1时，三角形仅有一个星号，需确保代码逻辑正确。
2. 符号自定义：可通过修改System.out.print()中的字符（如、）实现不同符号的空心三角形。
3. 性能优化：对于超大行数（如n>1000），可考虑使用StringBuilder拼接字符串后一次性输出，减少I/O操作次数。

通过嵌套循环和条件判断,Java可以灵活实现空心三角形的打印，关键在于理解三角形的结构规律，合理控制空格和星号的输出位置，无论是正置、倒置还是左对齐的空心三角形，均可通过调整循环逻辑和条件判断实现，掌握这一方法后，还可以扩展到其他图形（如空心菱形、空心正方形）的打印，进一步提升编程逻辑能力。