NETTY编写简单的服务器
作者：kafka0102
1、简介
Java1.4提供了NIO使开发者可以使用Java编写高性能的服务端程序，但使用原生的NIO API就像Linux C中网络编程一样，还是需要做IO处理、协议处理等低层次工作。所以，就像C服务端程序大量使用libevent作为网络应用框架一样，Java社区也不断涌现出基于NIO 的网络应用框架。在这其中，Jboss出品的Netty就是个中翘楚。Netty是个异步的事件驱动网络应用框架，具有高性能、高扩展性等特性。Netty提供了统一的底层协议接口，使得开发者从底层的网络协议（比如TCP/IP、UDP）中解脱出来。就使用来说，开发者只要参考Netty提供的若干例子和它的指南文档，就可以放手开发基于Netty的服务端程序了。在Java社区，最知名的开源Java NIO框架要属Mina和Netty，而且两者渊源颇多，对两者的比较自然不少。实际上，Netty的作者原来就是Mina作者之一，所以可以想到，Netty 和Mina在设计理念上会有很多共同点。我对Mina没什么研究，但其作者介绍，Netty的设计对开发者有更友好的扩展性，并且性能方面要优于Mina，而Netty完善的文档也很吸引人。所以，如果你在寻找Java NIO框架，Netty是个很不错的选择。本文的内容就是围绕一个demo介绍使用Netty的点点滴滴。
2、服务端程序
2.1、ChannelHandler
服务端程序通常的处理过程是：解码请求数据、业务逻辑处理、编码响应。从框架角度来说，可以提供3个接口来控制并调度该处理过程；从更通用的角度来说，并不特化处理其中的每一步，而把每一步当做过滤器链中的一环，这也是Netty的做法。Netty对请求处理过程实现了过滤器链模式（ChannelPipeline），每个过滤器实现了ChannelHandler接口。Netty 中有两种请求事件流类型也做了细分：
1）downstream event：其对应的ChannelHandler子接口是ChannelDownstreamHandler。downstream event是说从头到尾执行ChannelPipeline中的ChannelDownstreamHandler，这一过程相当于向外发送数据的过程。downstream event有：”write”、”bind”、”unbind”、“connect”、“disconnect”、”close”。
2）upstream event：其对应的ChannelHandler子接口是ChannelUpstreamHandler。upstream event处理的事件方向和downstream event相反，这一过程相当于接收处理外来请求的过程。upstream event有：”messageReceived”、“exceptionCaught”、”channelOpen”、”channelClosed”、
“channelBound”、”channelUnbound”、
“channelConnected”、”writeComplete”、”channelDisconnected”、”channelInterestCh anged”。
Netty中有个注释@interface ChannelPipelineCoverage，它表示被注释的ChannelHandler 是否能添加到多个ChannelPipeline中，其可选的值是”all”和”one”。”all”表示ChannelHandler是无状态的，可被多个ChannelPipeline共享，而”one”表示ChannelHandler只作用于单个ChannelPipeline中。但ChannelPipelineCoverage只是个注释而已，并没有实际的检查作用。对于ChannelHandler是”all”还是”one”，还是根据逻辑需要而定。比如，像解码请求handler，因为可能解码的数据不完整，需要等待下一次读事
件来了之后再继续解析，所以解码请求handler就需要是”one”的（否则多个Channel共享数据就乱了）。而像业务逻辑处理hanlder通常是”all”的。
下面以一个简单的例子说明如何编写“解码请求数据、业务逻辑处理、编码响应”这一过程中涉及的ChannelHandler。该例子实现的协议格式很简单，请求和响应流中头4个字节表示后面跟的内容长度，根据该长度可得到内容体。
首先看下解码器的实现：
publicclass MessageDecoder extends FrameDecoder {
@Override
protected Object decode(
ChannelHandlerContext ctx, Channel channel, ChannelBuffer
buffer)throws Exception{
if(buffer.readableBytes()<4){
return null;//(1)
}
int dataLength = buffer.getInt(buffer.readerIndex());
if(buffer.readableBytes()< dataLength +4){
return null;//(2)
}
buffer.skipBytes(4);//(3)
byte[] decoded =new byte[dataLength];
buffer.readBytes(decoded);
String msg =new String(decoded);//(4)
return msg;
}
}
MessageDecoder继承自FrameDecoder，FrameDecoder是Netty codec包中的辅助类，它是个ChannelUpstreamHandler，decode方法是FrameDecoder子类需要实现的。在上面的代码中，有：
(1)检查ChannelBuffer中的字节数，如果ChannelBuffer可读的字节数少于4,则返回null 等待下次读事件。
(2)继续检查ChannelBuffer中的字节数，如果ChannelBuffer可读的字节数少于dataLength + 4，则返回null等待下次读事件。
(3)越过dataLength的字节。
(4)构造解码的字符串返回。
@ChannelPipelineCoverage("all")
publicclass MessageServerHandler extends SimpleChannelUpstreamHandler {
privatestaticfinal Logger logger = Logger.getLogger(
MessageServerHandler.class.getName());
@Override
public void messageReceived(
ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e){
if(!(e.getMessage()instanceof String)){
return;//(1)
}
String msg =(String) e.getMessage();
System.err.println("got msg:"+msg);
e.getChannel().write(msg);//(2)
}
@Override
public void exceptionCaught(
ChannelHandlerContext ctx, ExceptionEvent e){
logger.log(
Level.WARNING,
"Unexpected exception from downstream.",
e.getCause());
e.getChannel().close();
}
}
MessageServerHandler是服务端业务处理handler，其继承自SimpleChannelUpstreamHandler，并主要实现messageReceived事件。关于该类，有如下注解：
(1)该upstream事件流中，首先经过MessageDecoder，其会将decode返回的解码后的数据构造成MessageEvent.getMessage()，所以在handler上下文关系中，MessageEvent.getMessage()并不一定都返回ChannelBuffer类型的数据。
(2)MessageServerHandler只是简单的将得到的msg再写回给客户端。
e.getChannel().write(msg);操作将触发DownstreamMessageEvent事件，也就是调用下面的MessageEncoder将编码的数据返回给客户端。
@ChannelPipelineCoverage("all")
publicclass MessageEncoder extends OneToOneEncoder {
@Override
protected Object encode(
ChannelHandlerContext ctx, Channel channel, Object
msg)throws Exception{
if(!(msg instanceof String)){
return msg;//(1)
}
String res =(String)msg;
byte[] data = res.getBytes();
int dataLength = data.length;
ChannelBuffer buf = ChannelBuffers.dynamicBuffer();//(2)
buf.writeInt(dataLength);
buf.writeBytes(data);
return buf;//(3)
}
}
MessageEncoder是个ChannelDownstreamHandler。对该类的注解如下：
(1)如果编码的msg不是合法类型，就直接返回该msg，之后OneToOneEncoder会调用ctx.sendDownstream(evt);来调用下一个ChannelDownstreamHandler。对于该例子来说，这种情况是不应该出现的。
(2)开发者创建ChannelBuffer的用武之地就是这儿了，通常使用dynamicBuffer即可，表示得到的ChannelBuffer可动态增加大小。
(3)返回编码后的ChannelBuffer之后，OneToOneEncoder会调用Channels.write将数据写回客户端。
2.2、MessageServerPipelineFactory
创建了3个ChannelHandler，需要将他们注册到ChannelPipeline，而ChannelPipeline又是和Channel对应的（是全局单例还是每个Channel对应一个ChannelPipeline实例依赖于实现）。可以实现ChannelPipeline的工厂接口ChannelPipelineFactory实现该目的。MessageServerPipelineFactory的代码如下：
publicclass MessageServerPipelineFactory implements
ChannelPipelineFactory {
public ChannelPipeline getPipeline()throws Exception{
ChannelPipeline pipeline = pipeline();
pipeline.addLast("decoder", new MessageDecoder());
pipeline.addLast("encoder", new MessageEncoder());
pipeline.addLast("handler", new MessageServerHandler());
return pipeline;
}
}
2.3、MessageServer
服务端程序就剩下启动代码了，使用Netty的ServerBootstrap三下五除二完成之。publicclass MessageServer {
publicstatic void main(String[] args)throws Exception{
// Configure the server.
ServerBootstrap bootstrap =new ServerBootstrap(
new NioServerSocketChannelFactory(
Executors.newCachedThreadPool(),
Executors.newCachedThreadPool()));
// Set up the default event pipeline.
bootstrap.setPipelineFactory(new MessageServerPipelineFactory());
// Bind and start to accept incoming connections.
bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8080));
}
}
稍加补充的是，该Server程序并不完整，它没有处理关闭时的资源释放，尽管暴力的来看并不一定需要做这样的善后工作。
3、客户端程序
客户端程序和服务端程序处理模型上是很相似的，这里还是付上代码并作简要说明。3.1、ChannelHandler
客户端是先发送数据到服务端（downstream事件流），然后是处理从服务端接收的数据（upstream事件流）。这里有个问题是，怎么把需要发送的数据送到downstream事件流里呢？这就用到了ChannelUpstreamHandler的channelConnected事件了。实现的MessageClientHandler代码如下：
@ChannelPipelineCoverage("all")
publicclass MessageClientHandler extends SimpleChannelUpstreamHandler {
privatestaticfinal Logger logger = Logger.getLogger(
MessageClientHandler.class.getName());
@Override
public void channelConnected(
ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e){
String message ="hello kafka0102";
e.getChannel().write(message);
}
@Override
public void messageReceived(
ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e){
// Send back the received message to the remote peer.
System.err.println("messageReceived send message "+e.getMessage());
try{
Thread.sleep(1000*3);
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
e.getChannel().write(e.getMessage());
}
@Override
public void exceptionCaught(
ChannelHandlerContext ctx, ExceptionEvent e){
// Close the connection when an exception is raised.
logger.log(
Level.WARNING,
"Unexpected exception from downstream.",
e.getCause());
e.getChannel().close();
}
}
对于编码和解码Handler，复用MessageEncoder和MessageDecoder即可。
3.2、MessageClientPipelineFactory
publicclass MessageClientPipelineFactory implements
ChannelPipelineFactory {
public ChannelPipeline getPipeline()throws Exception{
ChannelPipeline pipeline = pipeline();
pipeline.addLast("decoder", new MessageDecoder());
pipeline.addLast("encoder", new MessageEncoder());
pipeline.addLast("handler", new MessageClientHandler());
return pipeline;
}
}
3.3、MessageClient
publicclass MessageClient {
publicstatic void main(String[] args)throws Exception{
// Parse options.
String host ="127.0.0.1";
int port =8080;
// Configure the client.
ClientBootstrap bootstrap =new ClientBootstrap(
new NioClientSocketChannelFactory(
Executors.newCachedThreadPool(),
Executors.newCachedThreadPool()));
// Set up the event pipeline factory.
bootstrap.setPipelineFactory(new MessageClientPipelineFactory());
// Start the connection attempt.
ChannelFuture future = bootstrap.connect(new InetSocketAddress(host, port));
// Wait until the connection is closed or the connection attempt fails.
future.getChannel().getCloseFuture().awaitUninterruptibly();
// Shut down thread pools to exit.
bootstrap.releaseExternalResources();
}
}
在写客户端例子时，我想像的代码并不是这样的，对客户端的代码我也没做过多的研究，所以也可能没有找到更好的解决方案。在上面的例子中，bootstrap.connect方法中会触发实际的连接操作，接着触发MessageClientHandler.channelConnected，使整个过程运转起来。但是，我想要的是一个连接池，并且如何写数据也不应该在channelConnected中，这样对于动态的数据，只能在构造函数中传递需要写的数据了。但到现在，我还不清楚如何将连接池和ChannelPipeline有效的结合起来。或许，这样的需求可以跨过Netty来实现。
4、总结
关于Netty的初步使用，尚且总结到这里。关于这篇文章，写得断断续续，以至于到后来我都没兴趣把内容都整理出来。当然，这多少也是因为我是先整理Netty原理方面的东西所致。我也只能卑微的期望，该文对Netty入门者会有些许帮助。
==================== 华丽的终止符===================
浙江科技学院 经济管理学院 JAVA语言课程设计报告 选题名称简单计算器 学生学号 专业班级信管101 学生姓名 学生成绩 指导教师朱军 工作时间2013-7-5
目录 第一章选题简介 第二章需求分析 1．系统要实现的目标分析 2．对输入输出数据及流程的分析 3．开发环境及运行环境分析 第三章系统设计 1．系统功能模块设计 2．类设计 3．数据库的设计（如果有） 4．界面设计 第四章测试 1．测试用例及结果 2．程序功能的评价 第五章总结 1．遇到的问题及解决的方法 2．开发体会及自评成绩 参考文献 第一章选题简介:简单计算器
第二章需求分析 1．系统要实现的目标分析：设计一个简单计算器，点击按钮中的数字键和运算符键就能进行简单的加、乘、乘、除求模四则运算；如果输入有误时可以按Clear撤销后重新输入新数据。 2．对输入输出数据及流程的分析：输入的符号有JiSuanQi、File、Edit、Help、on、off、close、copy、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、+、-、*、/、=、Backspace、CE、C，中文意思依次是计算器、文件夹、项目、帮助、开、关、复制、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、加、减、乘、除、等于、退格； 3．开发环境及运行环境分析：Microsoft Windows2000、jdk1.7.0_25、JCreator Pro； 第三章系统设计 1．系统功能模块设计：加、减、乘、除运算；“等于”符号；复位； 2．类设计:public void disp() 创建无值函数disp（），用来存放界面所需要展示的元素，包 括有面板，按钮，弹出对话框，显示框等。 public void actionPerformed(ActionEvent e) 创建无值函数actionPerformed(ActionEvent e)，其允许的输入 值类型为ActionEvent e，在里面编写的是加减乘除等一些算 法。 public void setSum() 创建无值函数setSum（），显示出经过算法计算出的结果， public void windowClosing(WindowEvent e)
分形与分形艺术 我们人类生活的世界是一个极其复杂的世界，例如，喧闹的都市生活、变幻莫测的股市变化、复杂的生命现象、蜿蜒曲折的海岸线、坑坑洼洼的地面等等，都表现了客观世界特别丰富的现象。基于传统欧几里得几何学的各门自然科学总是把研究对象想象成一个个规则的形体，而我们生活的世界竟如此不规则和支离破碎，与欧几里得几何图形相比，拥有完全不同层次的复杂性。分形几何则提供了一种描述这种不规则复杂现象中的秩序和结构的新方法。 一、分形几何与分形艺术 什么是分形几何？通俗一点说就是研究无限复杂但具有一定意义下的自相似图形和结构的几何学。什么是自相似呢？例如一棵苍天大树与它自身上的树枝及树枝上的枝杈，在形状上没什么大的区别，大树与树枝这种关系在几何形状上称之为自相似关系；我们再拿来一片树叶，仔细观察一下叶脉，它们也具备这种性质；动物也不例外，一头牛身体中的一个细胞中的基因记录着这头牛的全部生长信息；还有高山的表面，您无论怎样放大其局部，它都如此粗糙不平等等。这些例子在我们的身边到处可见。分形几何揭示了世界的本质，分形几何是真正描述大自然的几何学。 “分形” 一词译于英文Fractal，系分形几何的创始人曼德尔布罗特（B.B.Mandelbrot）于1975年由拉丁语Frangere一词创造而成，词本身具有“破碎”、“不规则”等含义。Mandelbrot研究中最精彩的部分是1980年他发现的并以他的名字命名的集合，他发现整个宇宙以一种出人意料的方式构成自相似的结构（见图1）。Mandelbrot 集合图形的边界处，具有无限复杂和精细的结构。如果计算机的精度是不受限制的话，您可以无限地放大她的边界。图2、图3 就是将图1中两个矩形框区域放大后的图形。当你放大某个区域，它的结构就在变化，展现出新的结构元素。这正如前面提到的“蜿蜒曲折的一段海岸线”，无论您怎样放大它的局部，它总是曲折而不光滑，即连续不可微。微积分中抽象出来的光滑曲线在我们的生活中是不存在的。所以说，Mandelbrot集合是向传统几何学的挑战。 图 1 Mandelbrot集合
计算器 项目内容：编写一个Applet，模仿windows附件所带计算器的功能，可以帮助用户完成计算功能，具体如下图所示。 项目要求：使用图形的方式借助窗口、菜单、按钮等标准界面元素和鼠标操作，来帮助用户方便地向计算机系统发出命令，启动操作，并将系统运行的结果同样以图形的方式显示给用户，这样更加直观和生动； 1.Applet容器中组件的添加与设置，包括面板以及菜单的使用； 2.容器中组件的布局管理； 3.Java核心包中数组、数学计算类的使用； 4.异常的处理； 5.事件处理模型中的三类对象的使用： 1.Event-事件，用户对界面操作在java语言上的描述，以类的形式出现，例如键盘操作对应的事件类是KeyEvent。 2.Event Source-事件源，事件发生的场所，通常就是各个组件，例如按钮Button。 3.Event handler-事件处理者，接收事件对象并对其进行处理的对象。 6.程序中事件处理的流程：
1.计算流程的细化 参考代码： import .*;
import .*; import .*; import import import public class Calculator implements ActionListener { #############"); dd(panel); panel1 = new JPanel(); panel2 = new JPanel(); (new BorderLayout()); 键入计算的第一个数字。\n"); ("2. 单击“+”执行加、“-”执行减、“*”执行乘或“/”执行除。\n"); ("3. 键入计算的下一个数字。\n"); ("4. 输入所有剩余的运算符和数字。\n"); ("5. 单击“=”。\n"); aboutCal = new JMenuItem(" 关于计算器(A)"); (this);
具视觉美学形态的Mandelbrot集合分形图案 作者：蔡宗文林建德温国勋 来源：《海峡科学》2012年第08期 [摘要] 分形图案具有极高的视觉美学形态。该文介绍了Mandelbrot集合分形图案的生成方法，根据复数平面逃逸时间算法生成分形图案，程序设计以Visual Basic 2008程序语言及开发整合环境为发展工具，建立一个具有图案信息显示的工作系统。应用所发展的程序，分析不同幕次Mandelbrot集合所生成分形图案的形态，并据此提出色差控制与大色差控制两种分形图案的色差控制方法，产生具有极高视觉美学形态的分形图案。 [关键词] 分形图案 Mandelbrot集合视觉美学 0 引言 分形几何（Fractal Geometry）起源于19世纪，一些著名数学家对连续不可微曲线进行了研究，发现了存在一类结构及形态，与传统几何曲线有所不同的“病态”曲线，诸如Cantor集合、Koch曲线、Peano曲线及Sierpinski集合[1, 2]。到了20世纪70年代，Mandelbrot[1,2]透过对复数平面(Complex Plane)的一个简单函数的迭代研究，得到了令人赞叹的复杂平面图案，称为Mandelbrot集合。该图案集合的边界具有复杂而精细的结构，在电脑的计算精度容许下，对其边界进行任意放大时，可以得到的局部图案与整体图案具有自相似性（Self-Similar），亦即分形集合（Fractal Sets）的自相似性结构[1,2]。1982年，Mandelbrot在其著作《自然界中的分形几何》中，将这类数学问题称为分形几何，而这些分形几何集合则称为分形艺术图案或分形图案（Fractal Art Pattern or Fractal Pattern）[1-6]。 分形艺术图案在装饰艺术设计、广告设计、服装设计、陶瓷设计等设计领域中已有部份应用[7-14]。应用分形几何理论于艺术图案与纺织纹样设计，可以得到一些具有特殊的线条、图案与色彩的分形艺术图案。 1 复数平面上的Mandelbrot集合 在众多的分形模型中，复数平面分形系统所生成的分形图案具有令人心动的视觉美学形态。图1为由Mandelbrot集合进行迭代计算后所产生的图案，图案的形态表现出无限细分、重复对称与自相似的分形性质，具有极高的视觉美学形态。 图1 Mandelbrot集合分形图案 1.1 二次Mandelbrot集合
简单计算器代码 package calcultorthree; import java.awt.BorderLayout;//导入边界布局管理器类 import java.awt.GridLayout;//导入网格布局管理器类 import java.awt.TextField;//导入文本区域类 import java.awt.event.ActionEvent;//导入事件类 import java.awt.event.ActionListener;//导入事件监听者类 import javax.swing.JButton;//导入按钮类 import javax.swing.JFrame;//导入窗体 import javax.swing.JPanel;//导入面板 /** *本例实现了简单计算器代码，具备加减乘除和正弦功能，旨在抱砖引玉。熟悉java的同学，可以在此基础上实现更复杂的功能。 * @author Fjsh */ public class CalcultorThree { //新建对象，在构造函数中进行初始化 JFrame frame;//新建窗体对象 JButton buttonzero,buttondot,buttonequal;//新建按钮“0”“.”“=” JButton buttonplus,buttonminus,buttonmultiple,buttondevision, buttonsin,buttontozero;//新建按钮“+”“-”“*”“/”“sin”和归零按钮JButton buttonone,buttontwo,buttonthree,buttonfour,buttonfive,buttonsix, buttonseven,buttoneight,buttonnine;//新建数字按钮“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”“8”“9” JPanel panelwest,panelcenter,paneleast;//新建三个面板 TextField tf;//新建文本区域对象 public CalcultorThree(){ //初始化对象 tf=new TextField(30);//构造空文本字段，字符宽度为30 frame =new JFrame("CalculatorThree");//构造窗体对象，名称为“CalculatorThree”
保存计算过程的计算器 Java程序设计课程设计报告保存计算过程的计算器 目录 1 概述.............................................. 错误！未定义书签。 1.1 课程设计目的............................... 错误！未定义书签。 1.2 课程设计内容............................... 错误！未定义书签。 2 系统需求分析.......................................... 错误！未定义书签。 2.1 系统目标................................... 错误！未定义书签。 2.2 主体功能................................... 错误！未定义书签。 2.3 开发环境................................... 错误！未定义书签。 3 系统概要设计.......................................... 错误！未定义书签。 3.1 系统的功能模块划分......................... 错误！未定义书签。 3.2 系统流程图................................. 错误！未定义书签。4系统详细设计........................................... 错误！未定义书签。 5 测试.................................................. 错误！未定义书签。 5.1 测试方案................................... 错误！未定义书签。 5.2 测试结果................................... 错误！未定义书签。 6 小结.................................................. 错误！未定义书签。参考文献................................................ 错误！未定义书签。附录................................................ 错误！未定义书签。 附录1 源程序清单...................................... 错误！未定义书签。
分形图形 分形理论是非线性科学的主要分支之一，它在计算机科学、化学、生物学、天文学、地理学等众多自然科学和经济学等社会科学中都有广泛的应用。分形的基本特征是具有标度不变性。其研究的图形是非常不规则和不光滑的已失去了通常的几何对称性；但是，在不同的尺度下进行观测时，分形几何学却具有尺度上的对称性，或称标度不变性。研究图形在标度变换群作用下不变性质和不变量对计算机图形技术的发展有重大的意义。 说到分形（fractal），先来看看分形的定义。分形这个词最早是分形的创始人曼德尔布诺特提来的，他给分形下的定义就是：一个集合形状，可以细分为若干部分，而每一部分都是整体的精确或不精确的相似形。分形这个词也是他创造的，含有“不规则”和“支离破碎”的意思。分形的概念出现很早，从十九世纪末维尔斯特拉斯构造的处处连续但处处不可微的函数，到上个世纪初的康托三分集，科赫曲线和谢尔宾斯基海绵。但是分形作为一个独立的学科被人开始研究，是一直到七十年代曼德尔布诺特提出分形的概念开始。而一直到八十年代，对于分形的研究才真正被大家所关注。 分形通常跟分数维，自相似，自组织，非线性系统，混沌等联系起来出现。它是数学的一个分支。我之前说过很多次，数学就是美。而分形的美，更能够被大众所接受，因为它可以通过图形化的方式表达出来。而更由于它美的直观性，被很多艺术家索青睐。分形在自然界里面也经常可以看到，最多被举出来当作分形的例子，就是海岸线，源自于曼德尔布诺特的著名论文《英国的海岸线有多长》。而在生物界，分形的例子也比比皆是。 近20年来，分形的研究受到非常广泛的重视，其原因在于分形既有深刻的理论意义，又有巨大的实用价值。分形向人们展示了一类具有标度不变对称性的新世界，吸引着人们寻求其中可能存在着的新规律和新特征；分形提供了描述自然形态的几何学方法，使得在计算机上可以从少量数据出发，对复杂的自然景物进行逼真的模拟，并启发人们利用分形技术对信息作大幅度的数据压缩。它以其独特的手段来解决整体与部分的关系问题，利用空间结构的对称性和自相似性，采用各种模拟真实图形的模型，使整个生成的景物呈现出细节的无穷回归的性质，丰富多彩，具有奇妙的艺术魅力。分形对像没有放大极限，无论如何放大，总会看到更详细的结构。借助于分形的计算机生成，从少量的数据生成复杂的自然景物图形，使我们在仿真模拟方面前进了一大步。在分形的诸多研究课题中，分形的计算机生成问题具有明显的挑战性，它使传统数学中无法表达的形态(如山脉、花草等)得以表达，还能生成一个根本“不存在”的图形世界。分形在制造以假乱真的景物方面的进展和潜在的前途，使得无论怎样估计它的影响也不过分。可以肯定，分形图案在自然界真实物体模拟、仿真形体生成、计算机动画、艺术装饰纹理、图案设计和创意制作等具有广泛的应用价值。 分形图形简介一、关于分形与混沌 关于分形的起源，要非常准确的找出来是非常困难的。研究动态系统、非线形数学、函数分析的科学家，已数不胜数。尽管分形的早期线索已非常古老，但这一学科却还很年轻。比如关于动态系统和细胞自动机的大部分工作可以追溯到冯-诺依曼；但是，直到Mandelbrot 才如此清楚地将自然现象和人工现象中的混沌及分形同自相似性联系在一起。大家如果对此感兴趣，可进一步查阅有关资料。下面我们看一看分形的概念。 什么是分形呢？考虑到此文的意图，我们无意给出它严格的定义，就我们的目的而言，一个分形就是一个图象，但这个图象有一个特性，就是无穷自相似性。什么又是自相似呢？在自然和人工现象中，自相似性指的是整体的结构被反映在其中的每一部分中。比如海岸线，常举的例子，你看它10公里的图象（曲线），和一寸的景象（曲线）是相似的，这就是自相似性。 与分形有着千差万屡的关系的，就是混沌。混沌一词来源与希腊词汇，原意即“张开咀”，但是在社会意义上，它又老爱和无序联系在一起。解释分形和混沌的联系，要注意到分形是
/* * To change this template, choose Tools | Templates * and open the template in the editor. */ /** * * @author asus */ import javax.swing.*; import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class Calculator implements ActionListener { JFrame sb; String s1,s2; int T1,T2,T3; JTextField t1,t2,t3; JLabel jl1,jl2; public Calculator() { sb=new JFrame("加法计算器"); sb.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); sb.setSize(260,100); Container a=sb.getContentPane(); a.setLayout(new FlowLayout()); t1=new JTextField(5); t2=new JTextField(5); t3=new JTextField(5); t1.setEditable(true); t2.setEditable(true); t3.setEditable(false); jl1=new JLabel("+"); jl2=new JLabel("="); JButton he=new JButton("求和"); he.addActionListener(this); a.add(t1); a.add(jl1); a.add(t2); a.add(jl2); a.add(t3); a.add(he);
分形几何与分形艺术 Revised as of 23 November 2020
分形几何与分形艺术 作者： 我们人类生活的世界是一个极其复杂的世界，例如，喧闹的都市生活、变幻莫测的股市变化、复杂的生命现象、蜿蜒曲折的海岸线、坑坑洼洼的地面等等，都表现了客观世界特别丰富的现象。基于传统欧几里得几何学的各门自然科学总是把研究对象想象成一个个规则的形体，而我们生活的世界竟如此不规则和支离破碎，与欧几里得几何图形相比，拥有完全不同层次的复杂性。分形几何则提供了一种描述这种不规则复杂现象中的秩序和结构的新方法。 一、分形几何与分形艺术 什么是分形几何通俗一点说就是研究无限复杂但具有一定意义下的自相似图形和结构的几何学。什么是自相似呢例如一棵苍天大树与它自身上的树枝及树枝上的枝杈，在形状上没什么大的区别，大树与树枝这种关系在几何形状上称之为自相似关系；我们再拿来一片树叶，仔细观察一下叶脉，它们也具备这种性质；动物也不例外，一头牛身体中的一个细胞中的基因记录着这头牛的全部生长信息；还有高山的表面，您无论怎样放大其局部，它都如此粗糙不平等等。这些例子在我们的身边到处可见。分形几何揭示了世界的本质，分形几何是真正描述大自然的几何学。 "分形"一词译于英文Fractal，系分形几何的创始人曼德尔布罗特（）于1975年由拉丁语Frangere一词创造而成，词本身具有"破碎"、"不规则"等含义。Mandelbrot研究中最精彩的部分是1980年他发现的并以他的名字命名的集合，他发现整个宇宙以一种出人意料的方式构成自相似的结构（见图1）。Mandelbrot 集合图形的边界处，具有无限复杂和精细的结构。如果计算机的精度是不受限制的话，您可以无限地放大她的边界。图2、图3 就是将图1中两个矩形框区域放大后的图形。当你放大某个区域，它的结构就在变化，展现出新的结构元素。这正如前面提到的"蜿蜒曲折的一段海岸线"，无论您怎样放大它的局部，它总是曲折而不光滑，即连续不可微。微积分中抽象出来的光滑曲线在我们的生活中是不存在的。所以说，Mandelbrot集合是向传统几何学的挑战。
package calculator; import java.awt.BorderLayout; import java.awt.GridLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JPanel; import javax.swing.JTextField; /** * * @author 某某某 * */ public class Calculator extends JFrame implements ActionListener{ //设计按钮数组1包含数字键和删除键DEL和清屏键,小数点。 JButton[] but1 = {new JButton("1"),new JButton("2"),new JButton("3"),new JButton("4"),new JButton("5"),new JButton("6") ,new JButton("7"),new JButton("8"),new JButton("9"),new JButton("."),new JButton("0"),new JButton("del")}; //设计按钮数组2包含加减乘除，开根号，取余，等于键，平方，三次方。 JButton[] but2 = {new JButton("+"),new JButton("-"),new JButton("*"),new JButton("/"),new JButton("^2"),new JButton("^3"),new JButton("%") ,new JButton("sqrt"),new JButton("exit"),new JButton("="),new JButton("AC")} ; //创建一个单行文本 JTextField text = new JTextField(25); //创建五个面板 JPanel jp1 = new JPanel(); JPanel jp2 = new JPanel(); JPanel jp3 = new JPanel(); JPanel jp4 = new JPanel(); JPanel jp5 = new JPanel();
实训报告书实训名称：Java程序设计实训 系（部）：信息工程系 专业班级：计算机科学与技术 学生姓名： 学号： 指导教师：张民 完成日期：2015.12.11 山东科技大学泰山科技学院
课程实训报告书
目录 1 实训目的 (3) 2 简易计算机的分析与设计 (3) 2.1 系统功能描述 (3) 2.2 系统模块设计 (3) 2.3 数据库结构设计 (4) 3 主要代码清单 (5) 4 程序运行与测试 (9) 5 实训总结 (11)
简易计算机的设计与实现 1 实训目的 通过本课程设计能够较全面的掌握面向对象程序设计的有关概念和开发方法，以便能较全面地理解、掌握和综合运用所学的知识，提高自身的编程能力。利用Java Applet图形界面首先开始设计一个计算器的界面，定义计算器所需要的按钮并赋给其按钮名称，使得使用计算器时简单明了，清晰可见，操作轻松。 给各个按钮进行算法，利用鼠标点击事件，当鼠标点击某个按钮时就开始执行那个按钮所定义的算法，生成数据并显示。 除数字的输入为直接进行输入外，其他运算例如+、-、*、/、开平方等算法要求计算时通过内部较为复杂的运算将结果显示在显示屏上。 至于其中的进制转换功能的实现则是直接调用Java中进制转换的函数，例如要将十进制转换成二进制则可直接调用函数Integer.toBinaryString(int i)来实现，充分显示了Java语言的简洁性和Java语言功能的强大性。 当然了在输入数据时还要进行异常捕捉，防止越界的现象的发生，这也是Java语言健壮性的体现！ 2 简易计算机的分析与设计 2.1 系统功能描述 1）可进行“+”、“-”、“*”、“/”以及混合运算。 2）支持（）改变运算的优先级 3）可进行二、十六和十进制数的相互转换 4）支持复制和粘贴操作 2.2 系统模块设计 （1）加法 两个数据进行加操作，可以为小数。 （2）减法 两个数据进行减操作，可以为负数相减。（ 3）乘法
实训名称： Java程序设计实训 系（部）：信息工程系 专业班级：计算机科学与技术学生姓名： 学号： 指导教师：张民 完成日期：
山东科技大学泰山科技学院
目录 1 实训目的 (2) 2 简易计算机的分析与设计 (2) 系统功能描述 (2) 系统模块设计 (2) 数据库结构设计 (3) 3 主要代码清单 (4)
4 程序运行与测试 (8) 5 实训总结 (10)
简易计算机的设计与实现 1 实训目的 通过本课程设计能够较全面的掌握面向对象程序设计的有关概念和开发方法，以便能较全面地理解、掌握和综合运用所学的知识，提高自身的编程能力。利用Java Applet图形界面首先开始设计一个计算器的界面，定义计算器所需要的按钮并赋给其按钮名称，使得使用计算器时简单明了，清晰可见，操作轻松。 给各个按钮进行算法，利用鼠标点击事件，当鼠标点击某个按钮时就开始执行那个按钮所定义的算法，生成数据并显示。 除数字的输入为直接进行输入外，其他运算例如+、-、*、/、开平方等算法要求计算时通过内部较为复杂的运算将结果显示在显示屏上。 至于其中的进制转换功能的实现则是直接调用Java中进制转换的函数，例如要将十进制转换成二进制则可直接调用函数(int i)来实现，充分显示了Java语言的简洁性和Java语言功能的强大性。 当然了在输入数据时还要进行异常捕捉，防止越界的现象的发生，这也是Java语言健壮性的体现！ 2 简易计算机的分析与设计 系统功能描述 1）可进行“+”、“-”、“*”、“/”以及混合运算。 2）支持（）改变运算的优先级 3）可进行二、十六和十进制数的相互转换 4）支持复制和粘贴操作
import javax.swing.*; import java.awt.event.*; import java.awt.*; import https://www.doczj.com/doc/6d10807198.html,ng.Math; class ring extends JFrame implements ActionListener { //定义成员变量： //JFrame frame;//定义一个窗口类； JTextField text;//定义一个文本框类； JLabel label;//定义一个标签类； JPanel p1,p2,p3,p4,p5,p6;//定义面板类； String s1,s,s2;//定义三个字符串变量； int count=0; JButton a1,a2,a3,a4,a5,a6,b1,b2,b3,b4,b5,b6,c1,c2,c3,c4,c5,c6,d1,d2,d3,d4 ,d5,d6; //ring的构造函数； ring() { this.setTitle("计算器"); // super("计算器"); JMenuBar menubar1=new JMenuBar();//新建菜单条； this.setJMenuBar(menubar1); JMenu menu1=new JMenu("编辑(E)"); JMenu menu2=new JMenu("查看(V)"); JMenu menu3=new JMenu("帮助(H)"); menubar1.add(menu1); menubar1.add(menu2); menubar1.add(menu3); JMenuItem item1=new JMenuItem("复制(c) ctrl+c"); JMenuItem item2=new JMenuItem("粘贴(p) ctrl+v"); JMenuItem item3=new JMenuItem("标准型(T)"); JMenuItem item4=new JMenuItem("科学型(s)"); JMenuItem item5=new JMenuItem("数字分组(I)"); JMenuItem item6=new JMenuItem("帮助主题(H)"); JMenuItem item7=new JMenuItem("关于计算机(A)"); menu1.add(item1); menu1.add(item2); menu2.add(item3); menu2.add(item4); menu2.add(item5); menu3.add(item6);
我们人类生活的世界是一个极其复杂的世界，例如，喧闹的都市生活、变幻莫测的股市变化、复杂的生命现象、蜿蜒曲折的海岸线、坑坑洼洼的地面等等，都表现了客观世界特别丰富的现象。基于传统欧几里得几何学的各门自然科学总是把研究对象想象成一个个规则的形体，而我们生活的世界竟如此不规则和支离破碎，与欧几里得几何图形相比，拥有完全不同层次的复杂性。分形几何则提供了一种描述这种不规则复杂现象中的秩序和结构的新方法。 一、分形几何与分形艺术 什么是分形几何？通俗一点说就是研究无限复杂但具有一定意义下的自相似图形和结构的几何学。什么是自相似呢？例如一棵苍天大树与它自身上的树枝及树枝上的枝杈，在形状上没什么大的区别，大树与树枝这种关系在几何形状上称之为自相似关系；我们再拿来一片树叶，仔细观察一下叶脉，它们也具备这种性质；动物也不例外，一头牛身体中的一个细胞中的基因记录着这头牛的全部生长信息；还有高山的表面，您无论怎样放大其局部，它都如此粗糙不平等等。这些例子在我们的身边到处可见。分形几何揭示了世界的本质，分形几何是真正描述大自然的几何学。 "分形"一词译于英文Fractal，系分形几何的创始人曼德尔布罗特（B.B.Mandelbrot）于1975年由拉丁语Frangere一词创造而成，词本身具有"破碎"、"不规则"等含义。Mandelbrot研究中最精彩的部分是1980年他发现的并以他的名字命名的集合，他发现整个宇宙以一种出人意料的方式构成自相似的结构（见图1）。Mandelbrot集合图形的边界处，具有无限复杂和精细的结构。如果计算机的精度是不受限制的话，您可以无限地放大她的边界。图2、图3 就是将图1中两个矩形框区域放大后的图形。当你放大某个区域，它的结构就
用java写了一个简单计算器，能实现简单的数据计算。 一、先写界面代码： 在UI包里面新建一个Class文件，取名自己想，这里我写的是CalculatorFrame package ui; import java.awt.Color; import java.awt.Font; import java.awt.GridLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JOptionPane; import javax.swing.JPanel; import javax.swing.JScrollPane; import javax.swing.JTextArea; import javax.swing.border.TitledBorder; public class CalculatorFrame extends JFrame { private static final long serialV ersionUID = 1L; public String opt; public String str; private JTextArea show; private ClientContext clientContext;//引用控制器对象 /*因为调用了控制器里面的方法，所以要对控制器的对象进行赋值，否则运行会出现空指针异常*/ public void setClientContext(ClientContext clientContext) { this.clientContext = clientContext; } public CalculatorFrame() { init(); } private void init() { setTitle(" Simple Calculator"); setBounds(533, 184, 300, 400); setContentPane(creatContentPane()); }
Java 课程设计 简单图形界面计算器的设计 课程名称 Java程序设计 选题名称简单图形界面计算器的设计 专业 班级 姓名 学号 指导教师 简单图形界面计算器的设计
一、设计任务与目标 本次java程序设计我的设计任务是设计一个图形界面（GUI）的计算器应用程序并且能够完成简单的算术运算。本次任务的基本要求是这个计算器应用程序可以完成十进制的加、减、乘、除、求倒、取余、开方运算，且有小数点、正负号、退格和清零功能。而我要在此基础上添加一项千位符分隔符的功能，即以三位为一级，在输入的一串数字中每三位加入一个逗号，这项功能国际通用，并已经成为惯例，会计记账都用这种方法便于账目核算与管理。 GUI计算器设计的具体目标： 1.完成十进制的加、减、乘、除、求倒、取余和开方运算； 2.有小数点和正负号加入运算； 3.有退格、复位和清零的功能； 4.有千位符分隔符的功能，即在输入的一串数字中每三位加入一个逗号。 二、方案设计与论证 1.设计目标的总体分析 （1）设计目标的需求分析：计算器是现在一个普遍应用的工具，能够解决许多人工所无法计算的数据，节省大量宝贵的时间。 （2）设计目标的功能分析：实现计算器系统的功能，主要有两个功能模块：输入和输出。 （3）设计原则：基于计算器系统要具有适用性广、操作简便等特点，本系统预计要达到以下几个目标：①满足以上的基本功能要求；②能够在常见的计算机及其操作系统上运行。 2.设计的基本思路 利用GUI的界面设计，将整个大设计分为三块，分别是数据的输入，运算符
功能符的控制和数据的输入输出显示。利用Swing控件，数据的输入由0~9这10个按钮来表示，用“+”、“-”、“*”、“/”、“1/x”、“%”、“sqrt”这7个按钮来表示加、减、乘、除、求倒、取余、开方运算，用“.”和“±”这2个按钮来表示小数点和正负号，用“Back”、“CE”和“C”这3个按钮来表示退格、复位和清零的功能，数据的输入输出显示由文本字段来表示。将计算器的总体界面设计好后，再将代码分别写入不同的按钮的源程序中。 我要完成的一项改进，即添加一个拥有千位符分隔符功能的按钮，按下这个按钮能够在输入的一串数字中每三位加入一个逗号并且显示出来。我要在之前的界面设计的基础上多添加一个按钮“$”来表示千位符分隔符，并且将功能代码写入这个按钮的源程序中。 三、程序流程图，程序清单与调用关系 1. 程序流程图：
Java实训作业题目：Java实现简易计算器 学院： 姓名： 学号： 班级： 20 年月
一、实验目的 通过课程设计，主要要达到两个目的，一是检验和巩固专业知识、二是提高综合素质和能力。此次课程设计实训主要是Java语言程序设计的实现。通过该课程设计，可以将课堂上掌握的理论知识与处理数据的业务相结合，以检验自己掌握知识的宽度、深度及对知识的综合运用能力。 二、实验要求 用Java编写一个简单的计算器，使其能够实现最基本的功能，如简单的加、减、乘、除；平方根，倒数，平方等功能。 三、详细内容 1.界面设计 界面设计使用GUI，其中有用到swing组件的TextField和Button，用到awt中的BorderLayout和GridLayout布局管理方式，其图形界面如图1-1所示：
图1-1 其中主要代码为： public mainWindow(){ this.setTitle("计算器");//用户图形界面标题 this.setVisible(true);//用户图形界面可缩小 this.setResizable(false);//用户图形界面不可放大 this.setSize(350,300);//设置用户图形界面的大小 this.setLocation(400,150);//用户图形界面在屏幕中的显示位置 JPanel panel1 = new JPanel();//新建一个画板 JPanel panel2 = new JPanel(); button1 = new JButton("1"); ... reset = new JButton("CE"); Container container = this.getContentPane(); container.add(panel2,BorderLayout.NORTH); container.add(panel1); panel1.setLayout(new GridLayout(5,4));//将画板1分为4行5列 result.setEnabled(false); result.setFont(new Font("Dialog",Font.BOLD,25));//运算结果的字体大小 result.setEditable(false); result.setHorizontalAlignment(SwingConstants.RIGHT); panel1.add(reciprocal);//分别将20个按钮依次添加到画板panel1中，并设置各自的大小 reciprocal.setFont(new Font("Dialog",Font.PLAIN,20)); ... panel1.add(divide);
论分形几何学在首饰设计中的应用 论分形几何学在首饰设计中的应用作者：来源：浏览次数：5909标签：分形设计饰设 随着人们生活水平的提高和消费观念的改变,珠宝首饰在人们心目中的地位越来越高。传统的首饰是由设计人员先在头脑中构思,再通过图纸和计算机表现出来。设计者往往在阅读大量资料的基础上,对传统的图形进行修改和变换,设计思路受到较大的限制,越来越难以满足人们求新、求美、求异的要求。 针对目前首饰设计领域的“瓶颈”,亟待在艺术构思、图案设计、制作工艺等方面进行创新。如果将分形图形与首饰设计结合起来,把抽象的分形理论应用到实际的首饰设计中去,可以给首饰设计人员提供新的创作灵感。 1 分形几何学理论及应用 分形几何学简称分形,分形一词由法国数学家B. B. Mandelbrot在1967年的“英国的海岸线有多长———统计自相似性与分数维数”论文中首次提出。作为分形,其最显著的特征就是自相似性,即在分形上任选一个局部,无论是将其放大或缩小,其形态、复杂程度、不规则性等均不会发生变化,所得到的图形仍显示原图的特征。这种自相似性可以是近似的,也可以是统计意义的。 分形大致可分为两类:一类是几何分形,它不断地重复同一种图案;另一类是随机分形,它抽象地描述了大自然的许多不规则形态。应用分形理论既可以产生由直线、圆、多边形等构成的较为规则的图形,体现出传统美学中的平衡与对称,还可以产生奇妙的非线性图形,超越标准的新的表现形式。分形图案作为技术与美学的结合,对首饰设计具有特别重要的意义,把它引入首饰设计领域,将挑战传统的设计理念,使设计者的思路和视野得到更广泛的拓展。作为研究和处理不规则图形的强有力工具, 目前分形几何学已在物理学、化学、地质学、生物学、材料学等领域取得了较大的进展。近年来,随着对准晶体物质的深入研究,分形理论在微观领域的应用也逐渐引起了人们的重视。分形理论在计算机仿真、艺术设计、室内装饰等领域也逐渐显示出其极高的应用价值,特别是分形几何学在服装设计领域取得了突破性进展,为分形理论在首饰设计领域的应用奠定了基石。 2 在首饰设计中的应用 首饰设计一般分为手绘和电脑设计,前者主要是用手工绘制的方法将设计思想在图纸上表现出来,后者则是借助计算机辅助设计软件得以实现。无论采用哪种方式,设计者在整个设计过程中都必须遵循对比与调和或者对立与统一的原则,因为首饰设计作为一种艺术创作,它不单是造型元素的简单叠加,更多的是通过对不同材质与色彩的有机组合,营造整体的和谐与统一,从而真正体现首饰的艺术价值。 2.1 作为构成元素参与首饰设计 传统首饰设计的构成元素主要是欧氏几何中描述的具有整数维数的规则图形,设计出的首饰往往比较单一、朴素。而分形作为大自然的几何抽象,能给设计者提供一种新的设计思路。把分形中自相似性的某一重复单元作为一种新的构成要素参与首饰设计。当经过与传统几何要素相同的拉伸、旋转、变形后,新的首饰将呈现出一个更加复杂、精美的分形式造型,从而实现首饰设计的创造性和新颖性。和传统的首饰设计相比,分形首饰的特点[5 ] 在于: (1) 和谐性分形表现最多的是形状的重复,应用到首饰设计中就是造型元素的重复。这就打破了完全对称产生的呆板,给人和谐统一的视觉感。当然,仅仅借助单一结构不能达到对比的效果,