手把手带你用Java写出炫酷的黑客帝国代码雨效果

前言

相信大家都看过黑客帝国，里面炫酷的代码雨一定给大家留下了深刻的印象，今天，博主就带大家用Java来实现这个特效，提前剧透，博主将在这篇博文里写下超详细的实现思路，相信即便是小白也能够看懂，下面我们开始

准备

jdk1.8+
java ide，如idea，或者eclipse

思路

首先确定我们要做的是一个窗体应用程序，在窗体中使用画布，画出我们的代码雨，而java中的窗体应用只需要继承JFrame类即可

JFrame只是单纯的窗体容器，而画布，包含在JPanel组件中，现在我们需要将窗体和画布的大小都设置为电脑屏幕的大小，而除了大小之外，我们还需要对窗体进行一系列的设置，比如不显示标题栏，背景为黑色，鼠标不可见，按esc键退出程序等等，完成这些设置之后，我们的代码是这样的：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.awt.image.MemoryImageSource;

public class Rain extends JFrame {
    // 屏幕大小
    private Dimension screen;
    // 画布容器
    private JPanel graphicsPanel;

    public Rain() {
        // 获取屏幕大小
        screen = getToolkit().getScreenSize();
        // 设置去掉标题栏
        setUndecorated(true);
        // 设置光标不可见
        Toolkit defaultToolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        Image image = defaultToolkit.createImage(new MemoryImageSource(0, 0, null, 0, 0));
        Cursor invisibleCursor = defaultToolkit.createCustomCursor(image, new Point(0, 0), "cursor");
        setCursor(invisibleCursor);
        // 设置全屏
        setSize(screen);
        // 设置按esc键退出
        addKeyListener(new KeyListener() {
            @Override
            public void keyTyped(KeyEvent e) {

            }

            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                if (e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ESCAPE) {
                    System.exit(0);
                }
            }

            @Override
            public void keyReleased(KeyEvent e) {

            }
        });

        graphicsPanel = new GraphicsPanel();
        // 设置面板
        setContentPane(graphicsPanel);
        // 设置界面可显示
        setVisible(true);
    }

    private class GraphicsPanel extends JPanel {
        @Override
        public void paint(Graphics g) {
            // 设置背景黑色填充
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.fillRect(0, 0, screen.width, screen.height);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Rain();
    }
}

现在运行这个程序，不必奇怪，也不必害怕，我们会得到一个纯黑色的界面，我们可以通过按esc键退出程序，或者调出任务管理器杀掉该进程

准备工作做好了，现在我们来分析一下字符雨所具有的一些元素，很明显，我们需要在这个页面上画出一些随机字符，于是我们需要设置字符的大小，需要获取随机的字符，并且需要在页面上画出来，所以我们需要划分一下界面的行和列，基于以上分析，我们先画一个充满了随机字符的页面，于是我们将代码改进成这样：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.awt.image.MemoryImageSource;
import java.util.Random;

public class Rain extends JFrame {
    // 屏幕大小
    private Dimension screen;
    // 画布容器
    private JPanel graphicsPanel;
    // 字符大小
    private int size = 16;
    // 划分屏幕区域，行数
    private int rows;
    // 划分屏幕区域，列数
    private int cols;
    // 随机
    private Random random = new Random();

    public Rain() {
        // 获取屏幕大小
        screen = getToolkit().getScreenSize();
        // 设置去掉标题栏
        setUndecorated(true);
        // 设置光标不可见
        Toolkit defaultToolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        Image image = defaultToolkit.createImage(new MemoryImageSource(0, 0, null, 0, 0));
        Cursor invisibleCursor = defaultToolkit.createCustomCursor(image, new Point(0, 0), "cursor");
        setCursor(invisibleCursor);
        // 设置全屏
        setSize(screen);
        // 设置按esc键退出
        addKeyListener(new KeyListener() {
            @Override
            public void keyTyped(KeyEvent e) {

            }

            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                if (e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ESCAPE) {
                    System.exit(0);
                }
            }

            @Override
            public void keyReleased(KeyEvent e) {

            }
        });

        graphicsPanel = new GraphicsPanel();
        // 设置面板
        setContentPane(graphicsPanel);
        // 设置界面可显示
        setVisible(true);

        // 设置行数和列数
        rows = screen.width / size;
        cols = screen.height / size;
    }

    /**
    * 获取随机ASCII可见字符
    *
    * @return
    */
    private char getRandomChar() {
        return (char) (new Random().nextInt(94) + 33);
    }

    /**
    * 画布容器
    */
    private class GraphicsPanel extends JPanel {
        @Override
        public void paint(Graphics g) {
            // 设置背景黑色填充
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.fillRect(0, 0, screen.width, screen.height);

            // 遍历划分的区域，将所有位置填满随机字符
            for (int x = 0; x < rows; x++) {
                for (int y = 0; y < cols; y++) {
                    // 设置随机字符的颜色和字体
                    g.setColor(Color.CYAN);
                    g.setFont(new Font("黑体", Font.BOLD, size));
                    // 画
                    g.drawString(String.valueOf(getRandomChar()), x * size, y * size);
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Rain();
    }
}

现在运行代码，你将会得到类似下面这样的界面，页面是静态的
充满随机字符的页面

现在我们来尝试让界面动起来，怎么做呢，很简单，我们可以开一个线程，专门去刷新页面，具体就是定时调用JPanel的repaint方法，于是代码进一步更改成这样了：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.awt.image.MemoryImageSource;
import java.util.Random;

public class Rain extends JFrame {
    // 屏幕大小
    private Dimension screen;
    // 画布容器
    private JPanel graphicsPanel;
    // 字符大小
    private int size = 16;
    // 划分屏幕区域，行数
    private int rows;
    // 划分屏幕区域，列数
    private int cols;
    // 随机
    private Random random = new Random();

    public Rain() {
        // 获取屏幕大小
        screen = getToolkit().getScreenSize();
        // 设置去掉标题栏
        setUndecorated(true);
        // 设置光标不可见
        Toolkit defaultToolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        Image image = defaultToolkit.createImage(new MemoryImageSource(0, 0, null, 0, 0));
        Cursor invisibleCursor = defaultToolkit.createCustomCursor(image, new Point(0, 0), "cursor");
        setCursor(invisibleCursor);
        // 设置全屏
        setSize(screen);
        // 设置按esc键退出
        addKeyListener(new KeyListener() {
            @Override
            public void keyTyped(KeyEvent e) {

            }

            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                if (e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ESCAPE) {
                    System.exit(0);
                }
            }

            @Override
            public void keyReleased(KeyEvent e) {

            }
        });

        graphicsPanel = new GraphicsPanel();
        // 设置面板
        setContentPane(graphicsPanel);
        // 设置界面可显示
        setVisible(true);

        // 设置行数和列数
        rows = screen.width / size;
        cols = screen.height / size;

        // 开启定时刷新
        new Refresher(100, graphicsPanel).start();
    }

    /**
    * 获取随机ASCII可见字符
    *
    * @return
    */
    private char getRandomChar() {
        return (char) (new Random().nextInt(94) + 33);
    }

    /**
    * 画布容器
    */
    private class GraphicsPanel extends JPanel {
        @Override
        public void paint(Graphics g) {
            // 设置背景黑色填充
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.fillRect(0, 0, screen.width, screen.height);

            // 遍历划分的区域，将所有位置填满随机字符
            for (int x = 0; x < rows; x++) {
                for (int y = 0; y < cols; y++) {
                    // 设置随机字符的颜色和字体
                    g.setColor(Color.CYAN);
                    g.setFont(new Font("黑体", Font.BOLD, size));
                    // 画
                    g.drawString(String.valueOf(getRandomChar()), x * size, y * size);
                }
            }
        }
    }

    /**
    * 定时刷新画布容器
    */
    private class Refresher extends Thread {
        private int sleep;
        private JPanel panel;

        public Refresher(int sleep, JPanel panel) {
            this.sleep = sleep;
            this.panel = panel;
        }

        @Override
        public void run() {
            // 死循环固定休眠，即可达到定时刷新的效果
            while (true) {
                try {
                    panel.repaint();
                    Thread.sleep(sleep);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Rain();
    }
}

现在运行程序，可以明显看到页面动起来了

现在再来仔细分析一下，黑客帝国的代码雨，可以看到，雨滴是一列一列从屏幕最上面，慢慢的下落到最下面；雨滴的头是和雨滴的身体的颜色不一样；雨滴的长度不会很长；重复这个过程；基于这个过程，我们不难想到将代码改写如下

import wiki.zimo.helper.CharHelper;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.awt.image.MemoryImageSource;
import java.util.Random;

public class Rain extends JFrame {
    // 屏幕大小
    private Dimension screen;
    // 画布容器
    private JPanel graphicsPanel;
    // 字符大小
    private int size = 16;
    // 划分屏幕区域，行数
    private int rows;
    // 划分屏幕区域，列数
    private int cols;
    // 随机
    private Random random = new Random();
    // 保存每列字符下落的坐标，雨滴的头的初始坐标——Y坐标
    private int[] drops;
    // 雨滴的身体最大长度
    private int maxLength = 30;
    // 一次下落的最大列数
    private int maxDrop = 5;

    public Rain() {
        // 获取屏幕大小
        screen = getToolkit().getScreenSize();
        // 设置去掉标题栏
        setUndecorated(true);
        // 设置光标不可见
        Toolkit defaultToolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        Image image = defaultToolkit.createImage(new MemoryImageSource(0, 0, null, 0, 0));
        Cursor invisibleCursor = defaultToolkit.createCustomCursor(image, new Point(0, 0), "cursor");
        setCursor(invisibleCursor);
        // 设置全屏
        setSize(screen);
        // 设置按esc键退出
        addKeyListener(new KeyListener() {
            @Override
            public void keyTyped(KeyEvent e) {

            }

            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                if (e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ESCAPE) {
                    System.exit(0);
                }
            }

            @Override
            public void keyReleased(KeyEvent e) {

            }
        });

        graphicsPanel = new GraphicsPanel();
        // 设置面板
        setContentPane(graphicsPanel);
        // 设置界面可显示
        setVisible(true);

        // 设置行数和列数
        rows = screen.width / size;
        cols = screen.height / size;


        drops = new int[rows];
        // 随机drops
        for (int i = 0; i < drops.length; i++) {
            drops[i] = random.nextInt(cols);
        }

        // 开启定时刷新
        new Refresher(100, graphicsPanel).start();
    }

    /**
    * 获取随机ASCII可见字符
    *
    * @return
    */
    private char getRandomChar() {
        return (char) (new Random().nextInt(94) + 33);
    }

    /**
    * 画布容器
    */
    private class GraphicsPanel extends JPanel {
        @Override
        public void paint(Graphics g) {
            // 设置背景黑色填充
            Font font = g.getFont();
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.fillRect(0, 0, screen.width, screen.height);

            // 按行遍历
            for (int x = 0; x < rows; x++) {
                // 取出随机的y坐标
                int y = drops[x];
                // 画出雨滴的头
                g.setColor(Color.CYAN);
                g.setFont(new Font("黑体", Font.BOLD, size));
                g.drawString(String.valueOf(CharHelper.getRandomChar()), x * size, y * size);

                // 倒着往回画出雨滴的身体，颜色渐变
                int color = 255;
                int len = 0;
                while (--y > 0) {
                    len++;
                    color -= 255 / y;
                    if (color < 0) {
                        color = 0;
                    }
                    g.setFont(font);
                    g.setColor(new Color(0, color, 0, color));
                    g.drawString(String.valueOf(CharHelper.getRandomChar()), x * size, y * size);
                    if (len >= maxLength) {
                        break;
                    }
                }

                // 随机雨滴下落
                drops[x] += random.nextInt(maxDrop);
                // 完全坠落
                if (drops[x] >= cols + maxLength) {
                    // 随机开始
//                    drop[x] = random.nextInt(cols);
                    // 从头开始
                    drops[x] = 0;
                }
            }
        }
    }

    /**
    * 定时刷新画布容器
    */
    private class Refresher extends Thread {
        private int sleep;
        private JPanel panel;

        public Refresher(int sleep, JPanel panel) {
            this.sleep = sleep;
            this.panel = panel;
        }

        @Override
        public void run() {
            // 死循环固定休眠，即可达到定时刷新的效果
            while (true) {
                try {
                    panel.repaint();
                    Thread.sleep(sleep);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Rain();
    }
}

最终效果