Построение фрактальных деревьев

package canvas;
 
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
 
import javax.swing.*;
import javax.swing.event.*;
 
 
 
@SuppressWarnings("serial")
public class Fractal extends JFrame{
 
	/*
	 * JSlider - три слайдера, настраивающие изменение дерева, в процессе рисования
	 * s - Строка для выпадающего меню
	 * jchoose - выпадающее меню
	 * JTextField - поля для ввода информациио позиции прсиа дерева
	 * Canvas - место в окне, выделенное под рисование дерева 
	 * */
	JSlider decrease=new JSlider(),turn=new JSlider(),start_len=new JSlider();
	String s[]={"0","1","2"};
	JComboBox<String> jchoose=new JComboBox<String>(s);
	JSpinner how_branches=new JSpinner();
	JTextField coordX= new JTextField(3), 
			   coordY= new JTextField(3),
			   distance_from_center= new JTextField(3),
			   rotate_by_round= new JTextField(3),
			   number_of_roots= new JTextField(3) ;
	Canvas canvas=new Canvas();
	boolean isDone = false, is_set_sliders=false;
	/*
	 * Метод, создающий окно и расставляющий элементы на нём
	 * В данном методе указывается поведение объектов, 
	 * при взаимодействии пользователя с ними
	 * */
	Fractal(){
 
		/*
		 * Для более гибкой расстановки элементов используются панели элементов
		 * */
		JPanel  se=new JPanel(),
				coords=new JPanel(), 
				X=new JPanel(), 
				Y=new JPanel(),
				pos_by_canv_center=new JPanel(), 
				dist=new JPanel(), 
				num=new JPanel(), 
				rot=new JPanel(),
				slide_panel=new JPanel(),
				slide_start=new JPanel(), 
				slide_dec=new JPanel(), 
				slide_turn=new JPanel();
		/*
		 * Неизменяемый текст около полей.
		 * Подсказки для полей ввода и слайдеров
		 * */
 
		JTextArea textX=new JTextArea("X"),	
				textY=new JTextArea("Y"), 
				textNum=new JTextArea("Number"),
				textDist=new JTextArea("Distance"),
				textRot=new JTextArea("Rotation"),
				text_start=new JTextArea("Длина корня"),
				text_dec=new JTextArea("Убывание длины ветви"),
				text_turn=new JTextArea("Поворот ветви");			
 
		/*
		 * Слушающий класс, который будет вызывать 
		 * обновление полей при нажатии клавиш,
		 * когда текстовое поле находится в фокусе
		 * */
 
		KeyListener checkWhenType=new KeyListener() {
			public void keyReleased(KeyEvent e) {changeToCorrect();canvas.repaint();}
			public void keyPressed(KeyEvent e) {changeToCorrect();canvas.repaint();}
			public void keyTyped(KeyEvent e) {changeToCorrect();canvas.repaint();}
		};
 
		/*
		 * Слушающий класс, вызывающий обновление
		 * дерева при сдвиге слайдера
		 * */
		ChangeListener chekWhenSlide=new ChangeListener() {
 
			public void stateChanged(ChangeEvent e) {
				changeToCorrect();
				canvas.reload();
				canvas.repaint();
			}
		};
 
		/*
		 * Слушающий класс, вызывающий обноелние
		 * при выборе числа из выпадающего списка
		 * */
 
		ActionListener chooseListener = new ActionListener() {
			@Override
			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
				is_set_sliders=true;
				if(jchoose.getSelectedIndex() <0 )return;
				start_len.setValue(canvas.len);
				turn.setValue((int)(canvas.rb[jchoose.getSelectedIndex()]*100f) );
				decrease.setValue( (int)(canvas.ld[jchoose.getSelectedIndex()]*100f) );
				is_set_sliders=false;
			}
		};
 
		/* Определяет расположение обьектов в окне*/
		setLayout(new BorderLayout(1,1));
 
 
 
		/* Layout manager-ы будут определять расположение групп обьектов*/
		pos_by_canv_center.setLayout(new BoxLayout(pos_by_canv_center, BoxLayout.Y_AXIS));
		slide_panel.setLayout(new BoxLayout(slide_panel,  BoxLayout.Y_AXIS));
		coords.setLayout(new BoxLayout(coords, BoxLayout.Y_AXIS));	
		slide_start.setLayout(new FlowLayout(0));
		slide_turn.setLayout(new FlowLayout(0));
		slide_dec.setLayout(new FlowLayout(0));
		dist.setLayout(new FlowLayout(0));
		num.setLayout(new FlowLayout(0));
		rot.setLayout(new FlowLayout(0));
		se.setLayout(new FlowLayout(0));
		X.setLayout(new FlowLayout(0));
		Y.setLayout(new FlowLayout(0));
 
		/* Добавление обработчика событий к объектам */
		distance_from_center.addKeyListener(checkWhenType);
		number_of_roots.addKeyListener(checkWhenType);
		rotate_by_round.addKeyListener(checkWhenType);
		start_len.addChangeListener(chekWhenSlide);
		jchoose.addActionListener(chooseListener);
		decrease.addChangeListener(chekWhenSlide);
		turn.addChangeListener(chekWhenSlide);
		coordX.addKeyListener(checkWhenType);
		coordY.addKeyListener(checkWhenType);
		how_branches.addChangeListener(new ChangeListener() {
 
			public void stateChanged(ChangeEvent arg0) {
				int val=how_branches.getValue().hashCode();
				System.out.println(val);
				if(val<1)how_branches.setValue(1);
				changeToCorrect();
				canvas.reload();
				//canvas.repaint();
			}
		});
 
		/* Всплывающие подсказки текстовых полей*/
		rotate_by_round.setToolTipText("Наклон относительно окружности");
		distance_from_center.setToolTipText("Расстояние от центра");
		number_of_roots.setToolTipText("Количество деревьев");
		coordX.setToolTipText("Позиция по X");
		coordY.setToolTipText("Позиция по Y");
 
		/* Цвет рамки текстовых полей */
		distance_from_center.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.blue, 3, true));
		number_of_roots.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.blue, 3, true));
		rotate_by_round.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.blue, 3, true));
		coordX.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.green, 2, true));
		coordY.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.green, 2, true));
 
		/* Настройка значений обектов в значения по-умолчанию */
		decrease.setValue((int)(canvas.ld[0]*100.0));
		coordX.setText(Integer.toString(canvas.x));
		coordY.setText(Integer.toString(canvas.y));
		turn.setValue((int)(canvas.rb[0]*100.0));
		distance_from_center.setText("0");
		rotate_by_round.setText("0.0");
		number_of_roots.setText("1");
		how_branches.setValue(3);
		start_len.setValue(200);
 
		/* Настройки максимального значения для слайдеров*/
		start_len.setMaximum(1000);
		decrease.setMaximum(95);
		turn.setMaximum(628);
 
		/* Поля с подсказками для обьектов
		 * Настройка видимости фона 
		 * и возможности ввода в них */
		text_start.setEditable(false);
		text_turn.setEditable(false);
		textDist.setEditable(false);
		text_dec.setEditable(false);
		text_start.setOpaque(false);
		textRot.setEditable(false);
		textNum.setEditable(false);
		text_turn.setOpaque(false);
		textDist.setOpaque(false);
		text_dec.setOpaque(false);
		textX.setEditable(false);
		textY.setEditable(false);
		textNum.setOpaque(false);
		textRot.setOpaque(false);
		textX.setOpaque(false);
		textY.setOpaque(false);
		se.setOpaque(true);
 
 
 
		/* Обьединение обьектов в группы и добавление их в окно */		
		dist.add(distance_from_center);
		pos_by_canv_center.add(dist);
		pos_by_canv_center.add(num);
		pos_by_canv_center.add(rot);
		slide_panel.add(slide_start);
		slide_panel.add(slide_turn);
		slide_panel.add(slide_dec);	
		slide_start.add(start_len);
		slide_dec.add(decrease);
		slide_turn.add(turn);
		slide_dec.add(text_dec);
		slide_turn.add(text_turn);
		slide_start.add(text_start);
		num.add(number_of_roots);
		rot.add(rotate_by_round);
		num.add(textNum);
		rot.add(textRot);
		dist.add(textDist);
		X.add(coordX);
		Y.add(coordY);
		coords.add(X);
		coords.add(Y);
		X.add(textX);
		Y.add(textY);
		se.add(coords);
		se.add(pos_by_canv_center);
		se.add(how_branches);
		se.add(jchoose);
		se.add(slide_panel);
 
		/* Добавляет в окно в центр холст и к нижней части окна*/
		add(canvas,BorderLayout.CENTER);
		add(se,BorderLayout.SOUTH);	
		isDone=true;
		setSize(1100,600);
		setDefaultCloseOperation(3);
		setVisible(true);
	}
 
 
	/* 
	 * Метод, проверяющий правильность ввода в поля, во время ввода
	 * В некоторых случаях может не давать стереть последнюю цифру
	 * */
	void changeToCorrect(){
		if(!isDone)return;
		if(is_set_sliders)return;
		/*    Проверка сдвига центра холста */		
		if(coordX.getText().matches("\\d+"))
			canvas.x=Integer.parseInt(coordX.getText());
		else coordX.setText(canvas.x+"");
		if(coordY.getText().matches("\\d+"))
			canvas.y=Integer.parseInt(coordY.getText());
		else coordY.setText(canvas.y+"");	
 
		/*    Проверка изменения относительно центра */	   
		if(distance_from_center.getText().matches("\\d+"))
			canvas.lfromCenter=Integer.parseInt(distance_from_center.getText());
		else distance_from_center.setText(canvas.lfromCenter+"");
		if(rotate_by_round.getText().matches("\\d+\\.?\\d*"))
			if(canvas.rotC == Double.valueOf( rotate_by_round.getText()));
			else
				canvas.rotC=Double.valueOf(rotate_by_round.getText());
		else rotate_by_round.setText(String.valueOf(canvas.rotC));
		if(number_of_roots.getText().matches("\\d+"))canvas.count=Integer.parseInt(number_of_roots.getText());
		else number_of_roots.setText(canvas.count+"");
 
		canvas.len=start_len.getValue();
		/*    Настройки ветвей */
		int var=how_branches.getValue().hashCode();
		int indexVar=jchoose.getSelectedIndex();
 
		if(indexVar>=0 && indexVar < canvas.ld.length){
			canvas.ld[indexVar]=decrease.getValue()/100.0;
			canvas.rb[indexVar]=turn.getValue()/100.0;
		}
 
		if(var != canvas.ld.length){
			String str[]=new String[var];
			jchoose.removeAllItems();
 
			for(int i=0;i<var;i++){
				str[i]=i+"";
				jchoose.addItem(str[i]);
			}		
 
			jchoose.setSelectedIndex(0);
			boolean is_gt=(var>canvas.ld.length);
			double ld[]=new double[var], rb[]=new double[var];
			for(int i=0; ( i< var && !is_gt) || (i < canvas.ld.length && is_gt); i++){
				ld[i]=canvas.ld[i];
				rb[i]=canvas.rb[i];
			}
			if(is_gt){
				for(int i=canvas.ld.length;i<var;i++){
					ld[i]=Math.random()*0.5+0.1;
					rb[i]=Math.random()*6;
				}
			}
			canvas.ld=ld;
			canvas.rb=rb;
			canvas.countBranches=var;
			repaint();
		}
 
	}
	public static void main(String[] args) {
		new Fractal();	
	}
 
}
 
/* Класс, описывающий фрактальное дерево как множество корней*/
class Branch{
 
 
	static final double M_PI=3.1415;
	static final int MAXBRANCHES=3;
	static final int MAXDEPH=100;
	static final double MAXROTATION=M_PI*2;
	static final double MAXLENDECREESE=1;
	static final int MINNUMOFBRANCHES=1;
 
	/* xpos, ypos -Координаты ветви в пространстве
	 * length - Длина ветви
	 * rotate - Поворот ветви
	 * numOfBranches - количество ветвей у каждой ветки
	 * next - Ветви, находящиеся глубже, относительно корня
	 * len_Decr - Параметр убывания длины, на который изменяется i-тая ветка
	 * br_Rot - Параметр кручения, на который изменяется i-тая ветка
	 * */
	int xpos;
	int ypos;
	int length;
	double rotate;
	static int numOfBranches;	// 1 >
	Branch next[]=null;
	static double len_Decr[];
	static double br_Rot[];
 
	/* Функция создаёт дерево по заданным входным данным, 
	 * но не больше чем на 100 ветвей в глубину                 */
	public Branch(int x, int y, double rotate, int len, int deph) {
		xpos=x;
		ypos=y;
		length=len;
		if(rotate<MAXROTATION && rotate>0)(this).rotate=rotate;
		else if(rotate < 0)(this).rotate=rotate+MAXROTATION;
		else (this).rotate=rotate-MAXROTATION;	
		if(deph+1<MAXDEPH && len>2){
			next=new Branch[len_Decr.length];
			for(int i=0;i<len_Decr.length;i++){
				next[i]=new Branch(getX2(),getY2(),br_Rot[i]+rotate,(int)(len*len_Decr[i]),deph+1);
			}
		}
	}
 
	/* Второй конструктор, в который передаются параметры для ветвей
	 * Параметры ветвей записываются в статическую переменную и дальнейшие
	 * параметры берутся уже из класса  */
	public Branch(int x, int y,double rotate,int len, double lenDecr[], double brRot[],int numOfBr, int deph){	
		br_Rot=brRot;
		len_Decr=lenDecr;
		xpos=x;
		ypos=y;
		length=len;
		if(rotate<MAXROTATION && rotate>0)(this).rotate=rotate;
		else if(rotate < 0)(this).rotate=rotate+MAXROTATION;
		else (this).rotate=rotate-MAXROTATION;
		if(deph+1<MAXDEPH && len>2){
			next=new Branch[len_Decr.length];
			for(int i=0;i<len_Decr.length;i++){
				next[i]=new Branch(getX2(),getY2(),br_Rot[i]+rotate,(int) (len*len_Decr[i]),deph+1);
			}
		}		
	}
 
 
	int getX2(){
		return (int)(xpos+length*Math.cos(rotate));
	}
 
	int getY2(){
		return (int)(ypos+length*Math.sin(rotate));
	}
 
	/* Рисует дерево по уже заданным параметрам. */
	void draw(Graphics g){
		Graphics2D g2=(Graphics2D)g;
		g2.drawLine(xpos, ypos, getX2(), getY2());
		if(next!=null)
			for(int i=0;i<next.length;i++){
				if(next[i]!=null)
					next[i].draw(g);
			}
	}
}
/* олст для рисования дерева */
@SuppressWarnings("serial")
class Canvas extends JComponent{
 
	int x=200;
	int y=200;
	double rot=0;
	int len=200;
	int lfromCenter=0;
	double rotC=0;
	int count =1;
	Branch root;
	int countBranches=3;
	double ld[]={0.5,0.4,0.2};
	double rb[]={-0.7,0.5,0.3};
 
	/* При создании холста создаётся дерево*/
	Canvas(){
		root=new Branch(0, 0, 0, 200,ld,rb,3,55);	
	}
 
	/* Создаёт новое дерево, поновым характеристикам */
	void reload(){
		root=new Branch(0, 0, rot, len,ld,rb,countBranches,0);	
 
	}
 
	/* Прорисовка холста */
	public void paintComponent(Graphics g){
		paintComponents(g);
		Graphics2D g2d=(Graphics2D)g;
		g2d.setPaint(new Color(1f,0,1f));
		g2d.translate(x, y);
 
		/* Рисование n деревьев со сдвигом и поворотом холста. 
		 * В итоге холст назодится в исходном положении */
		for(double i=0;i<6.28;i+=6.28/count){
			g2d.rotate(i);
			g2d.translate(lfromCenter, 0);
			g2d.rotate(rotC);
			root.draw(g);
			g2d.rotate(-rotC);
			g2d.translate(-lfromCenter, 0);
			g2d.rotate(-i);
		}
	}	
}