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一、前言
大家好，今天和大家分享以下用java如何打印出金字塔，空心金字塔以及空心菱形，我会一一进行代码演示，并尽量做一些注释，帮助大家理解。
二、金字塔：
1.思路分析：
首先我们希望代码的运行效果可以如下gif图所示:
分析I：仔细观察打印出的金字塔，我们发现从第一层开始，每一层的 * 的数量越来越多，而且呈现出1，3，5，7，9，11......2n-1 的规律，那么我们就权且以2n-1为每层 * 的数量。
分析II：除了最后一行外，每层的 * 前面都会有空格，所以我们要想打印出金字塔，就必须在每层先打印空格，再打印 * ，打印完一层的再打印下一层。那么，如何得知每层 * 前面需要打印空格的数量呢？下面我们以一个5层的金字塔为栗，一起找找规律。
如图：
假设我们就有这么一个5层的金字塔，从左边白线开始到中间的灰线，是1-5个位置 , 即金字塔中间灰线上的 * 是第五个位置，那么大家可以发现，在每层的前五个位置中，第五个的位置都是 * ，而每层前面的空格数则是4，3，2，1依次递减，到了第五层就没有空格了。即每层前五个位置状况如下:
第一层 ----- 4个空格+1个 *
第二层 ----- 3个空格+2个 *
第三层 ----- 2个空格+3个 *
第四层 ----- 1个空格+4个 *
第五层 ----- 0个空格+5个 *
结论：每层前面的空格数 = 总的楼层数 - 当前楼层编号。
2.代码演示：
👌，经过分析I和分析II，我们以及可以敲代码了，我们以Pyramid类作为演示类，
Pyramid类代码如下：
packagecsdn2022.pyramid; importjava.util.Scanner; publicclassPyramid { publicstaticvoidmain(String[] args) { //we try printing a solid pyramid.Scannersc=newScanner(System.in); System.out.println("------------------------------------------"); System.out.println("请输入你想得到的金字塔的层数："); intfloors=sc.nextInt(); for (inti=1; i<=floors; ++i) { /*print " " before print "*"The number of " " is (floors - i),actually it's Total floor number minus current floor number.打印出每层中 * 前面的空格，实际上空格的数量 = 总的楼层数 - 当前层编号。*/for (intk=1; k<= (floors-i); ++k) { System.out.print(" "); } //第一个for打印出每层前面的空格for (intj=1; j<= (2*i-1); ++j) { System.out.print("*"); } //第二个for打印出每层的 * System.out.println(); //两个for完了，换行打印下一层 } System.out.println("------------------------------------------"); sc.close(); } }
运行效果:(如下gif图)
三、空心金字塔：
1.思路分析：
首先我们肯定希望代码的运行效果如下gif图所示:
分析I：金字塔每层 * 的数量，（此处为空心金字塔，可对应理解为金字塔每层需要输出的元素的多少）， 以及每层第一个 * 之前需要打印出空格的数量，我们都在金字塔的思路分析中详细讲过，有同学如果是跳转过来看的，可以回去看看金字塔部分的思路分析。
分析II : 不难发现，空心金字塔和金字塔仅有一个区别，就是金字塔每层都是 * ，而空心金字塔每层除了首尾元素是 * 之外，其他都是空的，当然，除了最后一层。大家可以这么理解，将一个中间为空的大金字塔拆解为一层一层的，只要能够实现每层除了首尾为 * ，其他都是空的，那么把所有层叠加起来，也就实现了整体上为空的效果了。
Question：那么，如何用代码实现这个变动呢？
就像我们在金字塔中演示的代码一样，我们首先肯定需要两个变量 i 和 j 来分别保存 当前楼层编号 和 每层的元素，外层for循环为 i ，代表一层一层的打印，内层仍是两个for循环，第一个for循环打印出每层前面的空格，第二个for循环用于输出元素。但是第二个for循环要出现变化，我们需要在第二个for循环内增加一个if的条件语句进行判断，如果当前打印的是每层的首尾元素，或者正在打印最后一行的元素，那我们就输出 * ,反之，我们就输出空格，如此便可实现需求。
2.代码演示：
packagecsdn2022.pyramid; importjava.util.Scanner; publicclassHollowPyramid { publicstaticvoidmain(String[] args) { //requirement : 打印出空心金字塔intfloors; Scannersc=newScanner(System.in); System.out.println("请输入空心金字塔总的楼层数"); floors=sc.nextInt(); //Enter the total number of floorsfor (inti=1; i<=floors; ++i) { for1 : for (intt=1; t<= (floors-i); ++t) { //the number of " " boil down to (floors - i3)System.out.print(" "); } /*上面这个for1循环是为了打印出每层前面的空格数而我们之前在讲金字塔的思路分析时，就已经说过每层前面的空格数是怎么来的。*/for (intj=1; j<= (2*i-1); ++j) { //remember here is "<="if (j==1||j== (2*i-1) ||i==floors) { //Determine if it's the first position and the last positionSystem.out.print("*"); } else { System.out.print(" "); //if it isn't, print the blank. } } System.out.println(); } System.out.println("------------------------------------------"); sc.close(); } }
运行效果：（如下gif图）
四、空心菱形：
1.思路分析:
空心菱形，说白了就是给空心金字塔穿条裤子罢了，直接上运行效果GIF图看看：
Δ总思路：由于上半部分和下半部分是反的，所以我们先打印上半部分，再打印下半部分，而上半部分无非就是把空心金字塔的最后一层稍作变动，因此重点就是打印菱形的下半部分。
分析I ：刚刚展示了空心金字塔的思路分析，想必你也有了一定自己的思路，起码有一点是肯定的，这里空心金字塔的“空心”的效果，其代码实现一定是与空心金字塔同理的。因此这里就不再赘述，跳转过来的小伙伴儿可以去看看空心金字塔的思路分析II。
分析II：需要注意的是，空心菱形中间最长的那一行不在和空心金字塔一样全是 * 了，而是也为空，这时我们只需要将if条件语句中的“是否为最后一行”这一判断给删去，只剩下“是否为首尾位置”的判断即可。
分析III(重要)：由于我们打印是一层一层来打印的，而下半部分和上半部分截然相反，因此我们的代码实现也需要做出调整。下面我以一个5层的空心菱形为栗，给大家讲讲下半部分我们究竟该如何打印，如下图：
首先，由于下半部分与上半部分共用一行，因此，上半部分打印出中间行后，下半部分就会比上半部分少打印一层，体现在代码上就是外层for循环的条件语句从 i <= floors; 变成了 i < floors;，然后，就是下半部分打印的两个重点：①每层前的空格数，②每层对首尾元素的判断。
①先来说说每层前的空格数，注意看上图，下半部分，第一行前有1个空格，第二行前有两个空格，第三行前有三个空格.......，所以每层前面的空格数就等于当前楼层编号！ ②再来说说每层对首尾元素的判断，注意看上图，每层除去前面的空格数，打印出的元素个数相当于把正的空心金字塔倒着打印了，此处为7，5，3，1。
大家想想在正的空心金字塔中是怎样的一个对应关系：1，2，3，4......i 层，分别对应了1，3，5，7......（2*i - 1）个元素，而再看现在倒着的空心金字塔，却是 1，2，3，4层对应了7，5，3，1个元素。
大家有没有想过，但凡将楼层编号或者每层元素个数中一个颠倒一下，那不就对上了！所以，大家这么来看：（注意，还是5层为栗，即floors = 5）
第1层 ---> 7个元素 ---> 2*(floors-1) - 1 个元素
第2层 ---> 5个元素 ---> 2*(floors-2) - 1 个元素
第3层 ---> 3个元素 ---> 2*(floors-3) - 1 个元素
第4层 ---> 1个元素 ---> 2*(floors-4) - 1 个元素
....................................................
第i层 ---> 2 * (5 - i) - 1个元素 ---> 2*(floors-i) - 1 个元素
👌，聪明的你一定已经发现了，将楼层编号与楼层数挂上钩之后，一切都回来了！没错，每层的元素个数就是 2*(floors - i) - 1。
对了，如果实在不理解的，强烈建议大家用试数法，自己带几个数进去，拿笔画画，多试几次自然明了。
2.代码演示:
packagecsdn2022.pyramid; importjava.util.Scanner; publicclassHollowLozenge { publicstaticvoidmain(String[] args) { //requirement: print a hollow lozenge[ˈlɑːzɪndʒ] 打印一个空心菱形Scannersc=newScanner(System.in); System.out.println("请输入你想获得的菱形的规模：（以半个菱形的高度为基准）"); intfloors; floors=sc.nextInt(); //top half 上半部分代码原理与空心金字塔一致for (inti=1; i<=floors; ++i) { for (intt=1; t<= (floors-i); ++t) { System.out.print(" "); } for (intj=1; j<= (2*i-1); ++j) { //remember here is "<="if (j==1||j== (2*i-1)) { //Determine if it's the first position and the last positionSystem.out.print("*"); //if it is, print the real element. } else { System.out.print(" "); //if it isn't, print the blank. } } System.out.println(); } //(The method of Try numbers is YYDS) 下半部分代码一时不易理解，但大家记住：试数法永远滴神//bottom half 下半部分for (inti=1; i<floors; ++i) {//注意打印下半部分时，外层for循环这里变成 < 了，而不再是 <=for (intt=1; t<=i; ++t) { System.out.print(" "); } /*lozenge:top half and bottom half share the middle line,so bottom half lacks one line.in bottom half,the number of " " is just i(equals floors numerically)*/for (intj=1; j<=2*(floors-i) -1; ++j) { if (j==1||j== (2*(floors-i) -1)) { System.out.print("*"); } else { System.out.print(" "); //if it isn't, print the blank. } } System.out.println(); /*How to understand the bottom half' code？//（level - i） is truly likely the reverse arrangement: (下半部分像一个倒置排列的上半部分-1行)like floors = 5,floors - 1 = 4;floors - 2 = 3;floors - 3 = 2;floors - 4 = 1;so (floors - i)= like positive-going arrangement.//remember it is "<=".//Determine if it's the first position and the last position.*/ } sc.close(); } }
运行效果:(如下GIF图)
五、完结撒❀：
其实，java打印空心XXX没有太大的难度，也没有考算法，无非是对自我编程思维的锻炼，恭喜你看到这里，感谢阅读！
System.out.println("------------------------------------------------------------------------------------------");
