 |
Практикум 18. Использование объектной технологии для построения движущихся фигур.
|
|
|
|
Для выполнения этого домашнего задания необходима тщательная проработка предыдущего практикума, где рассмотрены основные приемы объектно-ориентированного программирования.
Учебная задача имеет своей целью показать практику использования объектной технологии для создания различного рода программ – симуляторов ситуационного поведения, обучающих принятию решений в условиях возникновения сложных многофакторных ситуаций.
Основным отличительным признаком таких программ является отображение на экране движения нескольких разнородных фигур. Причем как время их возникновения или исчезновения, так и траектории движения могут изменяться. Мы будем решать эту задачу в упрощенном варианте, когда вид фигур и их траектории движения считаются заданными (см. свой вариант).
В этом и последующих практикумах будет рассматриваться фигура, состоящая из 4 прямоугольных равнобедренных треугольников.
Последовательность разработки.
Этап 1. Выбор области рисования и положения системы координат. На этом этапе создается базовый класс cDecart. Его объявление приведено ниже.
Листинг 18а. Объявление класса cDecart.
Type
TRPoint=record
x, y: real;
end;
cDecart=class
Protected
t0: TPoint;
mx: real;
cnv: TCanvas;
Public
Constructor Init(fx0, fy0: integer;
fmx: real;
fcnv: TCanvas);
Procedure Draw;
Function tpix(tr: TRPoint):TPoint;
end;
Реализация методов класса.
Procedure cDecart.Draw;
Const border=20;
Begin
// Добавлена очистка области рисования (фрагмент ниже)
cnv.Brush.Color:=clWhite;
cnv.Pen.Color:=clWhite;
Cnv.Rectangle(border, border,
2*t0.x-border, 2*t0.y-border);
// Далее по тексту рисование осей координат, как и раньше
..........
// Реализация функции пересчета
Function cDecart.tpix(tr: TRPoint):TPoint;
Begin
Result.X:=t0.X + round(mx*tr.x);
Result.Y:=t0.Y - round(mx*tr.y);
End;
Этап 2. Проектирование производного класса «закрашенный треугольник» с вершинами apex, центром вращения tc и цветом cl. Пока все очень упрощенно с конструктором из декартовых координат для данного примера.
|
|
|
Листинг 18б. Объявление класса cTri.
Type cTri=class(cDecart)
apex: array[1..3] of TRPoint;
tc: TRPoint;
cl: TColor;
Public
Constructor Init(fx0, fy0: integer;
fmx: real;
fcnv: TCanvas;
X1, y1, x2, y2,
x3, y3: real;
ftc: TRPoint;
fcl: TColor);
Procedure Draw;
end;
Реализация конструктора и методов.
Constructor cTri.Init(fx0, fy0: integer;
fmx: real; fcnv: TCanvas;
x1, y1, x2, y2, x3, y3: real;
ftc: TRPoint; fcl: TColor);
Begin
inherited Init(fx0, fy0, fmx, fcnv);
apex[1].x:=x1; apex[1].y:=y1;
apex[2].x:=x2; apex[2].y:=y2;
apex[3].x:=x3; apex[3].y:=y3;
tc:=ftc; cl:=fcl;
End;
Напомню, что тип TPoint, который используется в Polygon, взят из WINDOWS, а тип TRPoint объявлен в UDecart
Procedure cTri.Draw;
Var t: array[1..3] of TPoint; i: byte;
Begin
// Пересчет от реальных декартовых координат на
// пиксельные - экранные. Вот для чего нужна
// наследуемая функция tpix.
for i:=1 to 3 do t[i]:=tpix(apex[i]);
// Установим цвета и рисуем
cnv.Pen.Color:=cl;
cnv.Brush.Color:=cl;
cnv.Polygon(t);
End;
Тестирование классов cDecart и cTri.
Для тестирования создадим обработчик кнопки меню и просто нарисуем прямо на форме треугольник с осями координат.
Листинг 18в. Тестирование классов.
procedure TForm1.N1Click(Sender: TObject);
Var t0: TPoint; tc: TRPoint; tri:cTri;
Begin
t0.X:=Form1.ClientWidth div 2;
t0.Y:=Form1.ClientHeight div 2;
tc.x:=0.0;
tc.y:=0.0;
cDecart.Init(t0.x, t0.Y, 100, Form1.Canvas).Draw;
tri:=cTri.Init(t0.x, t0.Y, 100, Form1.Canvas,
0,0, 1,0, 0,1, tc, clRed);
tri.Draw;
end;
Результат тестирования показан на рис. 18а.
Рис.18а. Примерный вид формы с результатом тестирования.
После тестирования одного треугольника надо выполнить рисование всей фигуры из 4 треугольников, для чего объявить массив треугольников, проинициализировать все его элементы (4), нарисовать их в цикле.
Этап 3. Плоское движение раскладывается на вращательное вокруг центра вращения и поступательное. Метод вращения не рисует повернутый треугольник, он лишь пересчитывает декартовы координаты его вершин. В списке параметров метода передается угол da, на который должен быть повернут треугольник. Объявление в классе (интерфейс метода)
|
|
|
Procedure Rotation(da: real);
Вращение плоской фигуры удобнее всего описывать в полярной системе координат. Более того, иногда в данных класса бывает целесообразно хранить координаты точек в обеих системах, но мы этого делать не будем (оставим для зачета).
Листинг 18г. Реализация метода Rotation.
Procedure cTri.Rotation(da: real);
Var i: byte; r, a: real;
Begin
for i:=1 to 3 do
Begin
r:=sqrt(sqr(apex[i].x) + sqr(apex[i].y));
// Надо отдельно рассмотреть случаи 1) нормальный
if apex[i].x > 0 then
a:=arctan(apex[i].y/apex[i].x);
// 2)
if apex[i].x < 0 then a:=???
// 3а) и 3б)
if apex[i].x = 0 then
if apex[i].y >= 0 then a:=???
else a:=???;
// Наращивание полярного угла
a:=a+da;
// Обратный пересчет на новые декартовы координаты
apex[i].x:=r*cos(a);
apex[i].y:=r*sin(a);
end;
End;
Для случаев, помеченных знаками вопроса, придется вспомнить школьную программу по тригонометрии. На всякий случай вот подсказка: функция arctan() «правильно» работает только в первой и четвертой четверти. На рис.18б представлен результат двух вызовов метода рисования треугольников, между которыми находится вызов метода пересчета.
Рис.18б. Последовательное рисование исходного и повернутого треугольников (см. листинг 18д).
|
|
|
