通过继承实现粒子类，领略代码之美

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2023-11-12 13:44:32

用继承粒子类模拟大自然

在当今数字时代，计算机已成为我们生活中不可或缺的一部分。它们不仅用于日常任务，还被用来探索和模拟我们周围的自然世界。通过编程，我们可以利用计算机的强大功能来创建引人入胜的自然现象可视化。

面向对象编程的魔力

面向对象编程（OOP）是构建复杂系统的有力工具。它允许我们创建可重用代码，将问题分解为更小的模块化部分。在 OOP 中，我们可以使用继承来创建新的类，这些类从现有类继承属性和行为。

继承粒子类

粒子系统是模拟自然现象的常用技术。它们由大量称为“粒子”的微小对象组成，这些粒子遵循简单的规则移动和相互作用。我们可以使用继承来创建新的粒子类，这些类继承基本粒子的行为，并添加自己的独特特性。

创建一个粒子类

让我们从创建一个基本粒子类开始：

public class Particle {

  private float x, y; // 粒子的位置
  private float vx, vy; // 粒子的速度

  public Particle(float x, float y, float vx, float vy) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.vx = vx;
    this.vy = vy;
  }

  public void update() {
    // 更新粒子的位置
    x += vx;
    y += vy;
  }

  public void draw() {
    // 绘制粒子
    fill(255);
    ellipse(x, y, 5, 5);
  }
}

创建一个继承粒子类的子类

现在，让我们创建一个从 Particle 类继承的子类，称为 BouncingParticle：

public class BouncingParticle extends Particle {

  public BouncingParticle(float x, float y, float vx, float vy) {
    super(x, y, vx, vy);
  }

  @Override
  public void update() {
    super.update();

    // 如果粒子超出边界，反弹回来
    if (x < 0 || x > width) {
      vx = -vx;
    }
    if (y < 0 || y > height) {
      vy = -vy;
    }
  }
}

这个 BouncingParticle 类继承了 Particle 类的所有属性和方法，并添加了额外的逻辑来处理粒子反弹。

使用继承的粒子类

现在，我们可以使用我们的粒子类来创建复杂的粒子系统：

List<Particle> particles = new ArrayList<>();

void setup() {
  // 创建粒子
  for (int i = 0; i < 100; i++) {
    float x = random(width);
    float y = random(height);
    float vx = random(-5, 5);
    float vy = random(-5, 5);
    particles.add(new BouncingParticle(x, y, vx, vy));
  }
}

void draw() {
  // 更新并绘制粒子
  for (Particle p : particles) {
    p.update();
    p.draw();
  }
}