纯JS 绘制数学函数

下面就让我来为您详细讲解“纯JS 绘制数学函数”的完整攻略。

什么是纯JS 绘制数学函数？

纯JS 绘制数学函数是一种使用 JavaScript 语言编写程序，通过绘制图形的方式来展示数学函数的方法。使用此方法，可以实现用代码来绘制各种不同的数学函数图形，而无需借助于任何第三方库和工具。

绘制数学函数的基本原理

首先需要明确的是，绘制数学函数的本质就是将数学函数的数据点绘制成图形。因此，我们需要计算函数在图形上的每个点的像素坐标，然后通过给定的绘图函数将这些点按照顺序连接起来。

具体的步骤如下：

1. 确定数学函数的 x 轴和 y 轴的取值范围。
2. 将取值范围分成若干个长度相等的区间。
3. 在每个区间内选取若干个点，计算这些点的坐标。
4. 将这些点按照顺序连接起来，绘制出函数的图形即可。

程序实现

下面是一个使用纯 JS 绘制数学函数的简单示例：

// 定义绘图函数
function drawGraph(func, x0, x1, xStep, yStep) {
  const canvas = document.getElementById('canvas');
  const ctx = canvas.getContext('2d');
  const width = canvas.width;
  const height = canvas.height;
  const xRange = x1 - x0;
  const yRange = func(x0) - func(x1);

  // 画坐标轴
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(0, height / 2);
  ctx.lineTo(width, height / 2);
  ctx.stroke();

  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(width / 2, 0);
  ctx.lineTo(width / 2, height);
  ctx.stroke();

  // 绘制函数
  ctx.beginPath();
  for (let x = x0; x <= x1; x += xStep) {
    const y = func(x);
    const xPixel = width / xRange * (x - x0);
    const yPixel = height / yRange * (func(x0) - y);
    ctx.lineTo(xPixel, yPixel);
    ctx.stroke();
  }

  // 画刻度线
  for (let i = x0; i <= x1; i += xStep) {
    const xPixel = width / xRange * (i - x0);
    ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(xPixel, 0);
    ctx.lineTo(xPixel, height);
    ctx.stroke();
  }

  for (let i = func(x0); i <= func(x1); i += yStep) {
    const yPixel = height / yRange * (func(x0) - i);
    ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(0, yPixel);
    ctx.lineTo(width, yPixel);
    ctx.stroke();
  }
}

// 绘制 sin 函数
drawGraph(Math.sin, -10, 10, 0.1, 0.5);

这个程序会绘制出 sin 函数的图形，并且在画布上增加了 x 和 y 轴的刻度线。

更多示例

下面是另一个使用纯 JS 绘制数学函数的示例，该示例绘制了一个带有蓝色点的图形：

function drawGraph(func) {
  const canvas = document.getElementById('canvas');
  const ctx = canvas.getContext('2d');
  const width = canvas.width;
  const height = canvas.height;
  const scale = 20;

  // 画坐标轴
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(0, height / 2);
  ctx.lineTo(width, height / 2);
  ctx.stroke();

  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(width / 2, 0);
  ctx.lineTo(width / 2, height);
  ctx.stroke();

  // 绘制函数
  ctx.beginPath();
  ctx.strokeStyle = 'red';
  for (let x = -width / scale / 2; x <= width / scale / 2; x += 0.1) {
    const y = func(x);
    const xPixel = width / 2 + x * scale;
    const yPixel = height / 2 - y * scale;
    ctx.lineTo(xPixel, yPixel);
    ctx.stroke();
  }

  // 绘制蓝色点
  ctx.fillStyle = 'blue';
  const x = 2;
  const y = func(x);
  const xPixel = width / 2 + x * scale;
  const yPixel = height / 2 - y * scale;
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(xPixel, yPixel, 5, 0, 2 * Math.PI);
  ctx.fill();
}

// 绘制 x^3 函数
drawGraph(x => x ** 3);

这个程序会绘制出 x^3 函数的图形，并且在图形上增加了一个蓝色的点。

以上就是“纯JS 绘制数学函数”的完整攻略，希望对您有所帮助！