Java 2D 图形类总结与分类

一、基本形状类

这些类用于绘制简单的标准几何形状。

1. 圆形 / 椭圆类

• Ellipse2D：椭圆基类，支持浮点精度。
  • 子类：
    • Ellipse2D.Double：双精度浮点坐标。
    • Ellipse2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：x, y, width, height（矩形边界框）。
  • 特点：当宽高相等时为圆形，否则为椭圆。

2. 矩形类

• Rectangle2D：矩形基类，支持浮点精度。
  • 子类：
    • Rectangle2D.Double：双精度浮点坐标。
    • Rectangle2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：x, y, width, height（左上角坐标和尺寸）。

3. 圆角矩形类

• RoundRectangle2D：圆角矩形基类。
  • 子类：
    • RoundRectangle2D.Double：双精度浮点坐标。
    • RoundRectangle2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：x, y, width, height, arcWidth, arcHeight（arcWidth 和 arcHeight 控制圆角大小）。

4. 弧形类

• Arc2D：弧形基类。
  • 子类：
    • Arc2D.Double：双精度浮点坐标。
    • Arc2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：x, y, width, height, startAngle, extent, type。
    • type 可选：OPEN（开放式）、CHORD（弦形）、PIE（扇形）。

5. 多边形类

• Polygon：整数精度的多边形，通过顶点数组定义。
  • 参数：xpoints[]（X 坐标数组）、ypoints[]（Y 坐标数组）、npoints（顶点数量）。
  • 特点：自动连接首尾顶点形成封闭图形。

二、路径形状类

这些类用于绘制复杂的自定义形状。

1. 线段类

• Line2D：线段基类。
  • 子类：
    • Line2D.Double：双精度浮点坐标。
    • Line2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：起点 (x1, y1) 和终点 (x2, y2)。

2. 二次贝塞尔曲线

• QuadCurve2D：二次贝塞尔曲线基类。
  • 子类：
    • QuadCurve2D.Double：双精度浮点坐标。
    • QuadCurve2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：起点 (x1, y1)、控制点 (ctrlx, ctrly)、终点 (x2, y2)。

3. 三次贝塞尔曲线

• CubicCurve2D：三次贝塞尔曲线基类。
  • 子类：
    • CubicCurve2D.Double：双精度浮点坐标。
    • CubicCurve2D.Float：单精度浮点坐标。
  • 参数：起点 (x1, y1)、控制点 1 (ctrlx1, ctrly1)、控制点 2 (ctrlx2, ctrly2)、终点 (x2, y2)。

4. 通用路径类

• GeneralPath：可组合多个线段和曲线，形成复杂形状。
  • 特点：通过 moveTo()、lineTo()、curveTo() 等方法动态构建路径。

5. 2D 路径类

• Path2D：增强版的 GeneralPath，支持浮点精度。
  • 子类：
    • Path2D.Double：双精度浮点坐标。
    • Path2D.Float：单精度浮点坐标。

三、其他类

• Area：用于图形的布尔运算（并集、交集、差集）。
• RectangularShape：抽象基类，包含 Ellipse2D 和 RoundRectangle2D。
• Caret 相关类：
  • BasicTextUI.BasicCaret、DefaultCaret：文本编辑器中的光标，与绘图无关。

四、参数共同点与区别

1. 共同点

• 坐标精度：所有类都有 Double 和 Float 两个子类，分别表示双精度和单精度浮点坐标。
• 矩形边界框：多数基本形状（如椭圆、矩形、圆角矩形）使用 (x, y, width, height) 定义边界框。

2. 区别

• 特殊参数：
  • 弧形：额外需要 startAngle（起始角度）、extent（角度范围）、type（类型）。
  • 圆角矩形：额外需要 arcWidth 和 arcHeight（圆角大小）。
  • 贝塞尔曲线：需要控制点坐标，次数越高控制点越多。
• 构建方式：
  • 基本形状：通过构造函数直接定义。
  • 路径形状：通过方法动态添加线段和曲线。

五、如何选择合适的类？

• 画圆 / 椭圆：用 Ellipse2D.Double，宽高设为相等。
• 画矩形：用 Rectangle2D.Double。
• 画圆角矩形：用 RoundRectangle2D.Double。
• 画弧形 / 扇形：用 Arc2D.Double，设置 type 为 PIE。
• 画直线：用 Line2D.Double。
• 画曲线：
  • 简单曲线：QuadCurve2D.Double（一个控制点）。
  • 复杂曲线：CubicCurve2D.Double（两个控制点）。
• 画多边形：用 Polygon，定义顶点数组。
• 组合图形：用 GeneralPath 或 Path2D.Double，通过方法拼接线段和曲线。

  import java.awt.Color;
  import java.awt.Graphics;
  import java.awt.Graphics2D;
  import java.awt.geom.*;
  import javax.swing.*;
  
  public class ShapeDemo extends JPanel {
      @Override
      protected void paintComponent(Graphics g) {
          super.paintComponent(g);
          Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
          
          // 1. 圆形
          Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double(50, 50, 100, 100);
          g2.setColor(Color.RED);
          g2.fill(circle);
          
          // 2. 矩形
          Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(200, 50, 100, 80);
          g2.setColor(Color.BLUE);
          g2.fill(rect);
          
          // 3. 圆角矩形
          RoundRectangle2D roundRect = new RoundRectangle2D.Double(350, 50, 100, 80, 20, 20);
          g2.setColor(Color.GREEN);
          g2.fill(roundRect);
          
          // 4. 弧形（扇形）
          Arc2D arc = new Arc2D.Double(50, 200, 100, 100, 0, 90, Arc2D.PIE);
          g2.setColor(Color.ORANGE);
          g2.fill(arc);
          
          // 5. 线段
          Line2D line = new Line2D.Double(200, 200, 300, 300);
          g2.setColor(Color.BLACK);
          g2.draw(line);
          
          // 6. 二次贝塞尔曲线
          QuadCurve2D quad = new QuadCurve2D.Double(350, 200, 400, 250, 450, 200);
          g2.setColor(Color.MAGENTA);
          g2.draw(quad);
          
          // 7. 三次贝塞尔曲线
          CubicCurve2D cubic = new CubicCurve2D.Double(50, 350, 100, 400, 150, 300, 200, 350);
          g2.setColor(Color.CYAN);
          g2.draw(cubic);
          
          // 8. 多边形
          int[] xPoints = {250, 300, 350, 320, 280};
          int[] yPoints = {350, 300, 350, 400, 400};
          Polygon polygon = new Polygon(xPoints, yPoints, 5);
          g2.setColor(Color.DARK_GRAY);
          g2.fill(polygon);
      }
      
      public static void main(String[] args) {
          JFrame frame = new JFrame("Shape Demo");
          frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
          frame.add(new ShapeDemo());
          frame.setSize(550, 500);
          frame.setVisible(true);
      }
  }