期中考试用Kotlin实现图片处理程序

你好，我是朱涛。不知不觉间，咱们的课程就已经进行一半了，我们已经学完很多内容：

基础篇，我们学完了所有Kotlin基础语法和重要特性。
加餐篇，我们学习了Kotlin编程的5大编程思维：函数式思维、表达式思维、不变性思维、空安全思维、协程思维。
协程篇，我们也已经学完了所有基础的协程概念。

所以现在，是时候来一次阶段性的验收了。这次，我们一起来做一个图片处理程序，来考察一下自己对于Kotlin编程知识的理解和应用掌握情况。初始化工程的代码在这里GitHub，你可以像往常那样，将其clone下来，然后用IntelliJ打开即可。

我们仍然会分为两个版本1.0、2.0，不过，这一次要轮到你亲自动手写代码了！

1.0版本：处理本地图片

当你将初始化工程打开以后，你会发现“src/main/resources/images/”这个目录下有一张图片：android.png，它就是我们要处理的图片对象。

一般来说，我们想要处理图片，会第一时间想到Photoshop，但其实简单的图片处理任务，我们完全可以通过代码来实现，比如图片横向翻转、图片纵向翻转、图片裁切。

关于图片的底层定义，Java SDK已经提供了很好的支持，我们在Kotlin代码当中可以直接使用相关的类。为了防止你对JDK不熟悉，我在初始化工程当中，已经为你做好了前期准备工作：

class Image(private val pixels: Array<Array<Color>>) {

    fun height(): Int {
        return pixels.size
    }

    fun width(): Int {
        return pixels[0].size
    }

    /**
     * 底层不处理越界
     */
    fun getPixel(y: Int, x: Int): Color {
        return pixels[y][x]
    }
}

这是我定义的一个Image类，它的作用就是封装图片的内存对象。我们都知道，图片的本质是一堆像素点（Pixel），而每个像素点，都可以用RGB来表示，这里我们用Java SDK当中的Color来表示。

当我们把图片放大到足够倍数的时候，我们就可以看到其中的正方形像素点了。

所以，最终我们就可以用“Array<Array<Color>>”这样一个二维数组来表示一张图片。

另外，从本地加载图片到内存的代码，我也帮你写好了：

const val BASE_PATH = "./src/main/resources/images/"

fun main() {
    val image = loadImage(File("${BASE_PATH}android.png"))
    println("Width = ${image.width()};Height = ${image.height()}")
}

/**
 * 加载本地图片到内存中
 */
fun loadImage(imageFile: File) =
    ImageIO.read(imageFile)
        .let {
            Array(it.height) { y ->
                Array(it.width) { x ->
                    Color(it.getRGB(x, y))
                }
            }
        }.let {
            Image(it)
        }

那么，唯一需要你做的，就是实现这几个函数的功能：图片横向翻转、图片纵向翻转、图片裁切。

/**
 * 横向翻转图片
 * 待实现
 */
fun Image.flipHorizontal(): Image = TODO()

/**
 * 纵向翻转图片
 * 待实现
 */
fun Image.flipVertical(): Image = TODO()

/**
 * 图片裁切
 * 待实现
 */
fun Image.crop(startY: Int, startX: Int, width: Int, height: Int): Image = TODO()

另外，如果你有兴趣的话，还可以去实现对应的单元测试代码：

class TestImageProcessor {

    /**
     * 待实现的单元测试
     */
    @Test
    fun testFlipHorizontal() {

    }

    /**
     * 待实现的单元测试
     */
    @Test
    fun testFlipVertical() {

    }

    /**
     * 待实现的单元测试
     */
    @Test
    fun testCrop() {

    }
}

这样一来，我们1.0版本的代码就算完成了。不过，我们还没用上协程的知识啊！

请看2.0版本。

2.0版本：增加图片下载功能

在上个版本中，我们的代码仅支持本地图片的处理，但有的时候，我们想要处理网络上的图片该怎么办呢？所以这时候，我们可以增加一个下载网络图片的功能。

这个版本，你只需要实现一个函数：

/**
 * 挂起函数，以http的方式下载图片，保存到本地
 * 待实现
 */
suspend fun downloadImage(url: String, outputFile: File): Boolean = TODO()

需要注意的是，由于下载网络图片比较耗时，我们需要将其定义成一个挂起函数，这样一来，我们后续在使用它的时候就可以更得心应手了。

fun main() = runBlocking {
    // 不一定非要下载我提供的链接
    val url = "https://raw.githubusercontent.com/chaxiu/ImageProcessor/main/src/main/resources/images/android.png"
    val path = "${BASE_PATH}downloaded.png"

    // 调用挂起函数
    downloadImage(url, File(path))

    val image = loadImage(File(path))
    println("Width = ${image.width()};Height = ${image.height()}")
}

在上面的代码中，我是以“https://raw.githubusercontent.com/chaxiu/ImageProcessor/main/src/main/resources/images/android.png” 这个链接为例，这是一个HTTPS的链接，你在实际开发的时候，也可以随便去找一个普通的HTTP图片链接，这样就不必处理SSL的问题了。

程序实际运行效果会是这样的：

在下节课里，我会给出我的代码参考，不过在看我的代码之前，记得先要自己动手啊。

其实，以我们这个工程为基础，再加上一些图形学算法，我们完全可以做出Photoshop当中的一些高级功能，比如图片缩放、图片参数调节、图片滤镜、抠像，甚至图片识别，等等。如果你本身就有图形学方面的知识储备，也欢迎你在此基础上实现更复杂的功能！

好了，我们下节课再见！

精选留言（8）

曾帅 👍（4） 💬（1）
git clone 之后，打开编译就报错，MultipleCompilationErrorsException 。把 gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties 里面的 7.1 版本改成 7.2 之后重新编译就可以了。有同样问题的同学可以参考一下。
2022-03-01

better 👍（3） 💬（1）
// Image 添加方法，同时去掉 pixels 的 private fun getHorArray(x: Int): Array<Color> { return pixels[x] } //// fun Image.flipHorizontal(): Image { for (i in (0 until this.height())) { this.getHorArray(i).reverse() } return this } fun Image.flipVertical(): Image { this.pixels.reverse() return this } fun Image.crop(startY: Int, startX: Int, width: Int, height: Int): Image { return Array(width - startY) { y -> Array(height - startX) { x -> Color(this.getPixel(x, y).rgb) } }.let { Image(it) } }
2022-02-27

白乾涛 👍（1） 💬（1）
fun main() = runBlocking { File(BASE_PATH).mkdirs() downloadFile(URL, getPathFile("origin")) .loadImage() .also { it.flipVertical().writeToFile(getPathFile("vertical")) } .also { it.flipHorizontal().writeToFile(getPathFile("horizontal")) } .also { it.crop(0, 0, 100, 50).writeToFile(getPathFile("crop")) } delay(10L) }
2022-03-06

A Lonely Cat 👍（1） 💬（1）
图片下载功能 private val client = OkHttpClient.Builder() .build() /** * 挂起函数，以http的方式下载图片，保存到本地 */ suspend fun downloadImage(url: String, outputFile: File): Boolean = suspendCoroutine { con -> val request = Request.Builder() .url(url) .get() .build() client.newCall(request) .enqueue(object : Callback { override fun onFailure(call: Call, e: IOException) { e.printStackTrace() con.resume(false) } override fun onResponse(call: Call, response: Response) { if (response.isSuccessful) { response.body?.bytes()?.let { outputFile.writeBytes(it) } con.resume(true) } else { con.resume(false) } } }) } fun main() = runBlocking { val url = "http://img.netbian.com/file/2020/1202/smallaaa773e8cc9729977037e80b19f955891606922519.jpg" val file = File("${BASE_PATH}wallpaper.png") val success = downloadImage(url, file) println("Download file status is success：$success") }
2022-02-25

Geek_Adr 👍（0） 💬（1）
// 先交作业，后看参考实现 // 图片处理单测Case 较难实现，偷懒写本地肉眼看 /** * 写到本地，方便可看效果 */ fun Image.writeJPEG(outputFile: File): Boolean = ImageIO.write(BufferedImage(width(), height(), BufferedImage.TYPE_INT_RGB).apply { repeat(height) { y -> repeat(width) { x -> setRGB(x, y, getPixel(y, x).rgb) } } }, "JPEG", outputFile) /** * 图片裁切 */ fun Image.crop(startY: Int, startX: Int, width: Int, height: Int): Image = Array(height) { y -> Array(width) { x -> getPixel(y + startY, x + startX) } }.let { Image(it) } /** * 横向翻转图片 */ fun Image.flipHorizontal(): Image = Array(height()) { y -> Array(width()) { x -> getPixel(y, width() - x - 1) } }.let { Image(it) } /** * 纵向翻转图片 */ fun Image.flipVertical(): Image = Array(height()) { y -> Array(width()) { x -> getPixel(height() - y - 1, x) } }.let { Image(it) } /** * 挂起函数，以http的方式下载图片，保存到本地 */ suspend fun downloadImage(url: String, outputFile: File): Boolean = withContext(Dispatchers.IO) { OkHttpClient.Builder().build().run { newCall(Request.Builder().apply { url(url) get() }.build()).execute().run { if (!isSuccessful) { return@run false } return@run body?.byteStream()?.source()?.let { outputFile.sink().buffer().writeAll(it) > 0 } ?: false } } }
2022-03-12

PoPlus 👍（0） 💬（1）
/** * 挂起函数，以http的方式下载图片，保存到本地 */ suspend fun downloadImage(url: String, outputFile: File) = withContext(Dispatchers.IO) { val client = OkHttpClient() val request = Request.Builder() .url(url) .build() val response = client .newCall(request) .execute() var size = 0L response.body?.byteStream()?.readAllBytes()?.let { bytes -> outputFile.writeBytes(bytes) size = bytes.size.toLong() } if (size == response.headersContentLength()) { return@withContext true } return@withContext false } /** * 主函数 */ fun main() = runBlocking { val url = "https://raw.githubusercontent.com/chaxiu/ImageProcessor/main/src/main/resources/images/android.png" val path = "./download.png" val success = downloadImage(url, File(path)) println(success) val image = loadImage(File(path)) println("Width = ${image.width()};Height = ${image.height()}") } 看到有同学使用 suspendCoroutine 函数处理，不知道和我这个方法比较有什么区别 👀
2022-02-28

小江爱学术 👍（0） 💬（0）
当然是要把第一部分和第二部分的内容结合起来啦：首先自己创建一个获取图片的接口： @GetMapping("/{name}", produces = [MediaType.IMAGE_JPEG_VALUE]) fun picture(@PathVariable name: String): ByteArray { return pictureService.getPicture(name) } 然后用之前的KtCall发请求： @GET("/picture/mountain") fun image(): KtCall<ByteArray> suspend fun downloadImage() = runBlocking { val deferred = async { KtHttpProxy.create(ApiService::class.java) .image() .await() } println("still in progress") return@runBlocking deferred.await() }
2023-01-15

Michael 👍（0） 💬（0）
使用系统自带的 api 下载文件 suspend fun downloadImage(url: String, outputFile: File): Boolean = withContext(Dispatchers.IO) { kotlin.runCatching { URL(url).openStream().use { outputFile.writeBytes(it.readAllBytes()) } } }.isSuccess
2022-06-29

期中考试 用Kotlin实现图片处理程序

1.0版本：处理本地图片

2.0版本：增加图片下载功能

期中考试用Kotlin实现图片处理程序