5. 再帰呼び出し

ある関数（サブルーチン）が自分自身を呼び出すことを再帰呼び出しと言いますが、Javaの関数はメソッドなので、あるメソッドがその中で自分自身を呼び出すような処理になります。

○サンプル5

教科書p.191の問題6（解答の図はp.192の図5.15）をJavaでは以下のように記述することができます（他の方法もあります）。
下記では木を描くメソッドとしてdrawTree()を定義して、その中で木の枝を描く方法を定義し、さらにdrawTree()内からdrawTree()を呼び出すようにしています。

主な描画を担当するpaintComponentメソッドの他に、木を描画するdrawTreeメソッドを定義しています。drawTreeメソッドの中でまたdrawTreeメソッドを呼び出している点に注目して下さい。その際、呼び出す回数を変数depthで指定しています（このプログラムでは10回、再帰の手続きが行われます）。
ソースコード中の変数depth、scale、angleの値を変更すると様々な形の木を描くことができます。

GSample05.java

**********************************************************************

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;

public class GSample05 extends JFrame {


    public GSample05() {

        setSize( 800, 600 );
        setTitle( "プログラムで絵を描こう" );

        addWindowListener( new WindowAdapter(){
            public void windowClosing( WindowEvent e ) { System.exit( 0 );}
        });

        GraphicJPanel jp = new GraphicJPanel();
        Container cp = getContentPane();
        cp.add( jp );
        setVisible( true );

    }

    public static void main( String[] args ) {
        JFrame w = new GSample05();
    }

    public class GraphicJPanel extends JPanel{

        public GraphicJPanel() {
            setBackground( Color.white );
        }

        public void paintComponent( Graphics g ) {



            double draw_point_x = 400;    //描き始めのx座標
            double draw_point_y = 100;    //描き始めのy座標（画面の下からの距離）
            int depth = 10;            //再帰の深さ
            int length = 140;        //初めの幹の長さ
            double scale = 0.7;        //縮小するスケール
            double height = 600.0;        //画面の高さ

            g.setColor( new Color( 0x3333cc ) );
            drawTree( g, draw_point_x, draw_point_y,
                    length, 90, depth, scale, height );

        }
    


        public void drawTree( Graphics g, double xx, double yy, 
                double leng, double ang, int t, double scale, double height ) {

            double angle = 30.0;        //枝を回転させる角度

            if( 0 <  t ) {
                    //線の終点のx座標を計算
                double x = leng * Math.cos( Math.PI / 180 * ang ) + xx;
                    //線の終点のy座標を計算
                double y = leng * Math.sin( Math.PI / 180 * ang ) + yy;
                    //線を引く
                g.drawLine( ( int )xx, ( int )( height - yy ), ( int )x,
                        ( int )( height - y) );
                    //角度を-angle度回転させて再帰呼び出し
                drawTree( g, x, y, leng * scale, ang - angle, t - 1, scale, height );
                    //角度を+angle度回転させて再帰呼び出し    
                drawTree( g, x, y, leng * scale, ang + angle, t - 1, scale, height );
            } else {
                return;
            }
        }

    }

}

○サンプル6

再帰呼び出しに関しては、フラクタル図形などのプログラムがWeb上などで見つかるはずですが、参考となるでしょう。
サンプル6は1つの大きな円に対して4つの小さな円を描く処理を再帰呼び出して行っています。

GSample06.java

**********************************************************************

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;

public class GSample06 extends JFrame {

    public GSample06() {

        setSize( 800, 600);
        setTitle( "プログラムで絵を描こう" );

        addWindowListener( new WindowAdapter(){

            public void windowClosing( WindowEvent e ) {
                System.exit( 0 );
            }

        });

        GraphicJPanel jp = new GraphicJPanel();
        Container cp = getContentPane();
        cp.add( jp );
        setVisible( true );

    }

    public static void main( String[] args ) {

        JFrame w = new GSample06();

    }

    public class GraphicJPanel extends JPanel{

        public GraphicJPanel() {

            setBackground( Color.white );

        }

        public void paintComponent( Graphics g ) {



            double y_point;
            double x_point;

            double x1_point = 100;
            double x2_point = 700;
            double y1_point = 100;
            double y2_point = 500;

            int count = 0;

            double rradius = 100;
            double rscale = 0.4;
            int rtimes = 3;

            int step = 10;

            for( x_point = x1_point; x_point <= x2_point;
                    x_point += ( x2_point - x1_point ) / step ) {
                    
                y_point = ( ( ( y2_point - y1_point ) /
                        ( x2_point - x1_point ) ) * ( x_point - x1_point ) ) 
                                + y1_point;

                if( count % 2 == 1 ) {
                    g.setColor( new Color( 0x009933 ) );
                    drawSubOval( g, x_point, y_point,
                            rradius, rradius, rscale, rtimes );
                } else {
                    g.setColor( new Color( 0xff0033 ) );
                    drawSubOval( g, x_point, y_point,
                            rradius / 2, rradius / 2, rscale, rtimes );
                }
                count++;
            }

        }



        public void drawSubOval( Graphics g, double x, double y,
                double width, double height, double scale, int times ) {

            double tmp_width = width / 2;
            double tmp_height = height / 2;

            if( 0 < times ) {

                g.drawOval( ( int )( x - width / 2 ), ( int )( y - height / 2 ),
                        ( int )width, ( int )height);

                drawSubOval( g,  x - tmp_width, y,
                        width * scale, height * scale, scale, times - 1);
                drawSubOval( g,  x, y - tmp_height,
                        width * scale, height * scale, scale, times - 1);
                drawSubOval( g,  x + tmp_width, y,
                        width * scale, height * scale, scale, times - 1);
                drawSubOval( g,  x, y + tmp_height,
                        width * scale, height * scale, scale, times - 1);


            }

        }

    }

}

上記の図形は、初めの円の直径が100pixel、再帰時に円の大きさを40％に縮小、3回再帰を繰り返した例です。

初めの円の直径を80pixel、再帰時の円の大きさを70％に縮小と設定を変えると、以下のように趣の異なった描画となります。