Бьерн Страуструп. Язык программирования С++
Пример законченной программы
жүктеу/скачать 3.27 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 6.4.1 Монитор экрана
- 6.4.2 Библиотека фигур
6.4 Пример законченной программыРассмотрим программу рисования геометрических фигур на экране. Она естественным образом распадается на три части: [1] монитор экрана: набор функций и структур данных низкого уровня для работы с экраном; оперирует только такими понятиями, как точки, линии; [2] библиотека фигур: множество определений фигур общего вида (например, прямоугольник, окружность) и стандартные функции для работы с ними; [3] прикладная программа: конкретные определения фигур, относящихся к задаче, и работающие с ними функции. Как правило, эти три части программируются разными людьми в разных организациях и в разное время, причем они обычно создаются в перечисленном порядке. При этом естественно возникают затруднения, поскольку, например, у разработчика монитора нет точного представления о том, для каких задач в конечном счете он будет использоваться. Наш пример будет отражать этот факт. Чтобы пример имел допустимый размер, библиотека фигур весьма ограничена, а прикладная программа тривиальна. Используется совершенно примитивное представление экрана, чтобы даже читатель, на машине которого нет графических средств, сумел поработать с этой программой. Можно легко заменить монитор экрана на более развитую программу, не изменяя при этом библиотеку фигур или прикладную программу.
Вначале было желание написать монитор экрана на С, чтобы еще больше подчеркнуть разделение между уровнями реализации. Но это оказалось утомительным, и поэтому выбрано компромиссное решение: стиль программирования, принятый в С (нет функций-членов, виртуальных функций, пользовательских операций и т.д.), но используются конструкторы, параметры функций полностью описываются и проверяются и т.д. Этот монитор очень напоминает программу на С, которую модифицировали, чтобы воспользоваться возможностями С++, но полностью переделывать не стали. Экран представлен как двумерный массив символов и управляется функциями put_point() и put_line(). В них для связи с экраном используется структура point:
const int YMAX=24; struct point { int x, y; point() { } point(int a,int b) { x=; y=b; } };
inline void put_point(point p) { put_point(p.x,p.y); } extern void put_line(int, int, int, int); extern void put_line(point a, point b) { put_line(a.x,a.y,b.x,b.y); }
extern void screen_destroy(); extern void screen_refresh(); extern void screen_clear(); #include До вызова функций, выдающих изображение на экран (put_...), необходимо обратиться к функции инициализации экрана screen_init(). Изменения в структуре данных, описывающей экран, станут видимы на нем только после вызова функции обновления экрана screen_refresh(). Читатель может убедиться, что обновление экрана происходит просто с помощью копирования новых значений в массив, представляющий экран. Приведем функции и определения данных для управления экраном:
#include { for (int y=0; y screen[x] [y] = white; }
нужны подобные функции уничтожения объекта. Точки записываются, только если они попадают на экран:
{
return 0<=a && a {
if (on_screen(a,b)) screen[a] [b] = black; /* Нарисовать отрезок прямой (x0,y0) - (x1,y1). Уравнение прямой: b(x-x0) + a(y-y0) = 0. Минимизируется величина abs(eps), где eps = 2*(b(x-x0)) + a(y-y0). См. Newman, Sproull ``Principles of interactive Computer Graphics'' McGraw-Hill, New York, 1979. pp. 33-34. */ {
int a = x1 - x0; if (a < 0) dx = -1, a = -a; register int dy = 1; int b = y1 - y0; if (b < 0) dy = -1, b = -b;
int two_b = 2*b; int xcrit = -b + two_a; register int eps = 0; for (;;) { put_point(x0,y0); if (x0==x1 && y0==y1) break; if (eps <= xcrit) x0 +=dx, eps +=two_b; if (eps>=a || a }
} { for (int y=YMAX-1; 0<=y; y--) { // с верхней строки до нижней for (int x=0; x cout << screen[x] [y]; cout << '\n'; } } Но нужно понимать, что все эти определения хранятся в некоторой библиотеке как результат работы транслятора, и изменить их нельзя. 6.4.2 Библиотека фигурНачнем с определения общего понятия фигуры. Определение должно быть таким, чтобы им можно было воспользоваться (как базовым классом shape) в разных классах, представляющих все конкретные фигуры (окружности, квадраты и т.д.). Оно также должно позволять работать со всякой фигурой исключительно с помощью интерфейса, определяемого классом shape:
static shape* list; shape* next;
virtual point south() const = 0; virtual point east() const = 0; virtual point west() const = 0; virtual point neast() const = 0; virtual point seast() const = 0; virtual point nwest() const = 0; virtual point swest() const = 0; virtual void draw() = 0; virtual void move(int, int) = 0; };
с помощью move(). Фигуры можно помещать относительно друг друга, используя понятие точек контакта. Для обозначения точек контакта используются названия сторон света в компасе: north - север, ... , neast - северо-восток, ... , swest - юго-запад. Класс каждой конкретной фигуры сам определяет смысл этих точек и определяет, как рисовать фигуру. Конструктор shape::shape() добавляет фигуру к списку фигур shape::list. Для построения этого списка используется член next, входящий в каждый объект shape. Поскольку нет смысла в объектах типа общей фигуры, класс shape определен как абстрактный класс. Для задания отрезка прямой нужно указать две точки или точку и целое. В последнем случае отрезок будет горизонтальным, а целое задает его длину. Знак целого показывает, где должна находиться заданная точка относительно конечной точки, т.е. слева или справа от нее:
/* отрезок прямой ["w", "e" ] north() определяет точку - `` выше центра отрезка и так далеко на север, как самая его северная точка'' */ point w, e; public: point north() const { return point((w.x+e.x)/2,e.y point south() const { return point((w.x+e.x)/2,e.y point east() const; point west() const;
point neast() const; point seast() const;
point nwest() const; point swest() const;
{ w.x +=a; w.y +=b; e.x +=a; e.y +=b; } void draw() { put_line(w,e); }
line(point a, int l) { w = point(a.x+l-1,a.y); e = a; } };
/* nw ------ n ----- ne | |
| |
| |
sw ------ s ----- se */
point sw, ne; point north() const { return point((sw.x+ne.x)/2,ne.y); } point south() const { return point((sw.x+ne.x)/2,sw.y); } point east() const; point west() const; point neast() const { return ne; } point seast() const; point nwest() const; point swest() const { return sw; }
{ sw.x+=a; sw.y+=b; ne.x+=a; ne.y+=b; } void draw();
};
как необходимо выяснять относительное положение этих точек:
{ if (a.x <= b.x) { if (a.y <= b.y) { sw = a;
ne = b; } else { sw = point(a.x,b.y); ne = point(b.x,a.y); } }
if (a.y <= b.y) { sw = point(b.x,a.y); ne = point(a.x,b.y); } else { sw = b; ne = a;
} } } Чтобы нарисовать прямоугольник, надо нарисовать четыре отрезка: void rectangle::draw() { point nw(sw.x,ne.y); point se(ne.x,sw.y); put_line(nw,ne); put_line(ne,se); put_line(se,sw); put_line(sw,nw); }
с ними:
void stack(shape* p, const shape* q); // поместить p над q Функция обновления фигур нужна, чтобы работать с нашим примитивным представлением экрана; она просто заново рисует все фигуры. Отметим, что эта функция не имеет понятия, какие фигуры она рисует:
{ screen_clear(); for (shape* p = shape::list; p; p=p->next) p->draw(); screen_refresh(); }
одну фигуру над другой. Для этого она определяет юг (south()) одной фигуры как раз над севером (north()) другой:
{ point n = q->north(); point s = p->south(); p->move(n.x-s.x,n.y-s.y+1); }
некоторой фирмы, продающей программы, и, что она продает только заголовочный файл с определениями фигур и оттранслированные определения функций. Все равно вы сможете определить новые фигуры, воспользовавшись для этого купленными вами функциями.
жүктеу/скачать 3.27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|