Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Страуструп Бьерн

8. Нарисуйте пять олимпийских колец. Если помните их цвета, то раскрасьте их.

9. Выведите на экран фотографию вашего друга. Напишите его имя в заголовке окна и в заголовке внутри окна.

10. Нарисуйте диаграмму файлов из раздела 12.8.

11. Нарисуйте ряд правильных многоугольников, вложенных друг в друга. Наиболее глубоко вложенный многоугольник должен быть равносторонним треугольником, вложенным в квадрат, вложенный в пятиугольник, и т.д. Для любителей математики: пусть все точки каждого

N

– многоугольника касаются сторон

(N+1)

– многоугольника.

12. Суперэллипс — это двумерная фигура, определенная уравнением

Поищите

в веб информацию о суперэллипсе, чтобы лучше представить его себе. Напишите программу, которая рисует звездообразные шаблоны, соединяя точки, лежащие на суперэллипсе. Пусть параметры

a

,

b

,

m

,

n

и

N

вводятся как аргументы. Выберите

N

точек на суперэллипсе, определенном параметрами

a

,

b

,

m

и

n

. Пусть эти точки лежат на равном расстоянии друг от друга. Соедините каждую из этих

N

точек с одной или несколькими другими точками (если хотите, можете задать количество таких точек с помощью дополнительного аргумента или использовать число

N–1

, т.е. все другие точки).

13. Придумайте способ раскрасить контур суперэллипса из предыдущего упражнения. Нарисуйте разные линии разным цветом.

Послесловие

В идеальном проекте каждая сущность непосредственно представляется в программе. Часто мы выражаем наши идеи в виде классов, реальные вещи — в виде объектов классов, а действия и вычисления — в виде функций. Графика — это область, в который эта мысль нашла очевидное воплощение. У нас есть понятия, например окружности и многоугольники, и мы выражаем их в программе в виде классов, например

Circle

и

Polygon

. Графика отличается от других приложений тем, что, создавая графические программы, программист может сразу видеть объекты классов на экране. Иначе говоря, состояние такой программы непосредственно доступно для наблюдения — в большинстве приложений этой возможности мы лишены. Это непосредственное соответствие между идеями, кодом и выводом делает программирование графики очень привлекательным. Однако помните, что графика — это лишь иллюстрация общей идеи использования классов для выражения основных понятий в виде кода. Эта идея носит намного более общий характер: все наши идеи могут быть выражены в коде либо в виде класса, либо в виде объекта класса, либо в виде совокупности классов.

Глава 13

Графические классы

“Язык, не изменяющий ваш образ мышления,

изучать не стоит”.

Расхожее мнение

В главе 12 описано, что можно сделать с помощью графики и набора простых интерфейсных классов и как это сделать. В этой главе рассматриваются многие из этих классов. Она посвящена проектированию, использованию и реализации индивидуальных интерфейсных классов, таких как

Point

,

Color

,

Polygon

и

Open_polyline

, а также методам их использования. В следующей главе будут изложены идеи, связанные с проектированием связанных классов, а также описаны другие их методы реализации.

13.1. Обзор графических классов

Библиотеки графики и графического пользовательского интерфейса предоставляют множество возможностей. Слово “множество” означает сотни классов, часто содержащих десятки функций. Их описания, справочные руководства и документация напоминают учебники по ботанике, в которых перечислены тысячи растений, упорядоченных в соответствии с устаревшей классификацией. Это обескураживает!

Обзор возможностей совершенных библиотек графики и графического пользовательского интерфейса может быть увлекательным занятием. Он может вызвать у читателей ощущения ребенка, попавшего в кондитерскую лавку и не понимающего, с чего начать и понравится ли ему то, что он выберет.

Цель нашей интерфейсной библиотеки — компенсировать шок, вызванный сложностью библиотек графики и графического пользовательского интерфейса. Мы опишем только два десятка классов с немногими операциями. Тем не менее они позволяют создавать полезные графические приложения. Кроме того, эти классы позволяют ввести ключевые понятия графики и графического пользовательского интерфейса. С их помощью читатели уже могут представлять результаты своей работы в виде простых графиков. Прочитав эту главу, вы сможете расширить спектр своих приложений и удовлетворить больше требований. Прочитав к тому же главу 14, вы освоите основные идеи и методы проектирования, которые позволят вам глубже разобраться в графических библиотеках и создать еще более сложные приложения. Этого можно достичь либо включив в свои программы описанные здесь классы, либо адаптировав другие библиотеки графики и графического пользовательского интерфейса.

Основные интерфейсные классы перечислены в следующей таблице.

Классы

Function

и

Axis

описываются в главе 15. В главе 16 рассматриваются основные интерфейсные классы.

Исходный код состоит из следующих файлов.

Кроме графических файлов, мы опишем класс, который может оказаться полезным для создания коллекций объектов класса

Shape

или

Widget

.

Читая следующие разделы, не торопитесь, пожалуйста. Они не содержат ничего такого, что не было бы совершенно очевидным, но цель этой главы — не просто продемонстрировать несколько красивых рисунков — на экране своего компьютера или телевизора вы каждый день можете увидеть более красивые изображения. Основные цели этой главы перечислены ниже.

• Продемонстрировать связь между кодом и создаваемыми рисунками.

• Научить вас читать программы и размышлять над тем, как они работают.

• Научить вас размышлять о проектировании программ, в частности о том, как выразить понятия в виде классов. Почему эти классы устроены так, а не иначе? Как еще их можно было бы написать? Вы можете принять много-много проектных решений, и в большинстве своем они будут отличаться от наших незначительно, а в некоторых случаях — кардинально.

Итак, пожалуйста, не торопитесь, иначе пропустите нечто важное и не сможете выполнить упражнения.

13.2. Классы Point и Line

Самой главной частью любой графической системы является точка. Определив это понятие, вы определите все ваше геометрическое пространство. В данной книге мы используем обычное, компьютерно-ориентированное двумерное представление точек в виде пары целочисленных координат (x, y). Как указано в разделе 12.5, координаты x изменяются от нуля (левого края экрана) до

x_max

(правого края экрана); координаты y изменяются от нуля (верхнего края экрана) до

y_max

(нижнего края экрана).