Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Страуструп Бьерн

15.3.2. Новые примеры

Мы добавили еще несколько функций — косинус (

cos

) из стандартной библиотеки и — просто для того, чтобы продемонстрировать, как создать сложную функцию, — косинус с наклоном

x/2

.

double sloping_cos(double x) { return cos(x)+slope(x); }

Результат приведен ниже.

Соответствующий фрагмент кода выглядит так:

Function s4(cos,r_min,r_max,orig,400,20,20);

s4.set_color(Color::blue);

Function s5(sloping_cos, r_min,r_max,orig,400,20,20);

x.label.move(–160,0);

x.notches.set_color(Color::dark_red);

Кроме

сложения этих двух функций, мы сместили метку оси x и (просто для иллюстрации) немного изменили цвет шкалы деления.

В заключение построим графики логарифма, экспоненты, синуса и косинуса.

Function f1(log,0.000001,r_max,orig,200,30,30); // ln

Function f2(sin,r_min,r_max,orig,200,30,30); // sin

f2.set_color(Color::blue);

Function f3(cos,r_min,r_max,orig,200,30,30); // cos

Function f4(exp,r_min,r_max,orig,200,30,30); // exp

Поскольку значение

log(0)

не определено (с математической точки зрения оно равно бесконечности), мы начали диапазон изменения функции

log

с небольшого положительного числа. Результат приведен ниже.

Вместо приписывания меток этим графикам мы изменили их цвет.

Стандартные математические функции, такие как

cos

,

sin

и

sqrt

, объявлены в стандартном библиотечном заголовке

<cmath>

. Список стандартных математических функций приведен в разделах 24.8 и B.9.2.

15.4. Оси

Для представления данных мы используем класс

Axis

(например, как в разделе 15.6.4), поскольку график без информации о его масштабе выглядит подозрительно. Класс

Axis

состоит из линии, определенного количества делений оси и текстовой метки. Конструктор класса

Axis

вычисляет координаты линии оси и (при необходимости) линий, используемых как деления оси.

struct Axis:Shape {

enum Orientation { x, y, z };

Axis(Orientation d, Point xy, int length,

int number_of_notches=0, string label = "");

void draw_lines const;

void move(int dx, int dy);

void set_color(Color c);

Text label;

Lines notches;

};

Объекты

label

и

notches

остаются открытыми, поэтому пользователи могут ими манипулировать, например приписывать делениям цвет, отличающийся от цвета линии, или перемещать объект

label

с помощью функции

move

в более удобное место. Объект класса

Axis

— это пример объекта, состоящего из нескольких полунезависимых

объектов.

Конструктор класса

Axis

размещает линии и добавляет на них деления, если значение

number_ of_notches

больше нуля.

Axis::Axis(Orientation d, Point xy, int length, int n, string lab)

:label(Point(0,0),lab)

{

if (length<0) error("bad axis length");

switch (d){

case Axis::x:

{

Shape::add(xy); // линия оси

Shape::add(Point(xy.x+length,xy.y));

if (0<n) { // добавляет деления

int dist = length/n;

int x = xy.x+dist;

for (int i = 0; i<n; ++i) {

notches.add(Point(x,xy.y),Point(x,xy.y–5));

x += dist;

}

}

label.move(length/3,xy.y+20); // размещает метку под линией

break;

}

case Axis::y:

{ Shape::add(xy); // ось y перемещаем вверх

Shape::add(Point(xy.x,xy.y–length));

if (0<n) { // добавляем деления

int dist = length/n;

int y = xy.y–dist;

for (int i = 0; i<n; ++i) {

notches.add(Point(xy.x,y),Point(xy.x+5,y));

y –= dist;

}

}

label.move(xy.x–10,xy.y–length–10); // размещает метку

// наверху

break;

}

case Axis::z:

error("ось z не реализована");

}

}

По сравнению с большинством реальных программ этот конструктор очень прост, но мы рекомендуем внимательно изучить его, поскольку он не настолько тривиален, как кажется, и иллюстрирует несколько полезных приемов. Обратите внимание на то, как мы храним линию в части класса

Shape

, унаследованной классом

Axis

(используя функцию

Shape::add

), хотя деления хранятся в виде отдельного объекта (

notches

). Это позволяет нам манипулировать линией и делениями оси независимо друг от друга; например, мы можем раскрасить их в разные цвета. Аналогично метка была помещена в фиксированное положение, но, поскольку она является независимым объектом, мы всегда можем переместить ее в другое место. Для удобства используем перечисление

Orientation

.

Поскольку класс

Axis

состоит из трех частей, мы должны предусмотреть функции для манипулирования объектом класса

Axis

в целом. Рассмотрим пример.

void Axis::draw_lines const

{

Shape::draw_lines;

notches.draw; // цвет делений может отличаться от цвета линии

label.draw; // цвет метки может отличаться от цвета линии

}

<