Java 函數曲線繪製器：滑鼠控制波形參數的即時繪圖元件實作

核心類別：Func

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
public class Func extends JFrame {
    public static void main(String[] args) { new Func().update(); }
    Func() {
        super("Function Plotter");
        setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE);
        setSize(310, 310);
        setVisible(true);
    }
    public void update() { repaint(); }
    // 目標函數：sin(2x) + cos(3x)
    double f(double x) { return Math.sin(2*x) + Math.cos(3*x); }
    public void paint(Graphics g) {
        int w = getSize().width, h = getSize().height;
        int hw = w/2, hh = h/2;
        // 座標軸
        g.drawLine(0, hh, w, hh); // X 軸
        g.drawLine(hw, 0, hw, h); // Y 軸
        // 標註
        g.setColor(Color.RED);
        g.drawString("0", hw+5, hh+12);
        g.drawString("5.0", hw-20, 40);
        g.drawString("5.0", w-20, hh+12);
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.drawString("Sin[2x]+Cos[3x]", 10, 40);
        // 繪製曲線
        double max = 5.0; // 定義域 [-5, 5]
        double xd = 2*max / w;   // X 步長
        double yd = hh / max;    // Y 縮放
        for (int px = 0; px < w-1; px++) {
            double x0 = -max + px * xd;
            double x1 = x0 + xd;
            int y0 = hh - (int)(f(x0) * yd);
            int y1 = hh - (int)(f(x1) * yd);
            g.drawLine(px, y0, px+1, y1);
        }
    }
}

核心算法解析

擴展：滑鼠互動控制參數

// 新增欄位
double freq1 = 2, freq2 = 3; // sin(freq1*x) + cos(freq2*x)
double amp1 = 1, amp2 = 1;
// 修改 f(x)
double f(double x) { return amp1*Math.sin(freq1*x) + amp2*Math.cos(freq2*x); }
// 加入滑鼠監聽
addMouseMotionListener(new MouseMotionAdapter() {
    public void mouseDragged(MouseEvent e) {
        // 水平拖曳調整 freq1，垂直調整 freq2
        freq1 = 0.5 + e.getX() * 5.0 / getWidth();
        freq2 = 0.5 + e.getY() * 5.0 / getHeight();
        repaint();
    }
});
// 加入滑鼠滾輪調整振幅
addMouseWheelListener(e -> {
    amp1 *= e.getPreciseWheelRotation() < 0 ? 1.1 : 0.9;
    repaint();
});

進階優化方向

1. 雙重緩衝：繼承 JPanel 覆寫 paintComponent()，setDoubleBuffered(true)。
2. 抗鋸齒：Graphics2D g2 = (Graphics2D)g; g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
3. 網格與刻度：繪製背景網格、座標軸刻度標籤。
4. 多函數疊加：支援顏色區分、圖例顯示。
5. 導出圖片：BufferedImage 離屏渲染存檔 PNG/PDF。