Разработка класса "Геометрическая фигура"

/

• Оглавление
• 1) Исходная постановка задачи
• 2) Анализ задачи
• 3) Формальная постановка задачи
• 4) Спецификация программы
• 5) Сценарий диалога с пользователем
• 6) Разработка структур данных и алгоритмов
• 7) Таблица параметров функций программы
• 8) Текст прогаммы на языке C++
• 9) Тестирование программы
• 10) Итог
• 11) Вывод
• 1 Исходная постановка задачи
• Разработать и протестировать класс фигура, который должен:

- представлять фигуру согласно индивидуальному заданию (окружность, часть которой (сектор, в основании которого заданный угол) вырезана);

- использовать экземпляр класса точка в качестве члена-данного класса фигура;

- обладать интерфейсными проблемными функции: симметричное отражение фигуры, а также поворот фигуры на заданный угол (относительно заданных точек);

- обладать интерфейсной функцией, вычисляющей заданной фигуры по указанным параметрам.

2 Анализ задачи

Задача реализуется с использованием типа данных класс, на языке С++. В роли входных данных выступает фигура, описываемая центральной точкой (центр окружности), точкой на внешней границе фигуры (точка на окружности) и углом разворота сектора. Также входными параметрами являются точки, относительно которых осуществляется симметричное отражение и «поворот» фигуры. В качестве выходных параметров выступают параметры фигуры, изменённые вследствие исполнения проблемных функций.

3 Формальная постановка задачи

1. Входные данные:

CenFig : Point;

PtOnFig : Point;

SecAng : double;

2. Исходные данные:

CenFig :Point;

PtOnFig :Point;

SecAng :double;

3. Выходные данные

CenFig : Point;PtOnFig : Point;SecAng : double;

FigRad : double;AreaFigure : double;

4 Спецификация программы

1. Исходные данные:

2. В описании класса присутствует 4 атрибута класса: центр окружности (Point), точка на окружности (Point), угол в основании сектора (double) и радиус окружности (double). Доступ к членам-данным класса - “private”, что объясняется стремлением обезопасить класс от неконтролируемого метода доступа.

3. Функции программы при обработке исключительных ситуаций:

4. В программе реализован контроль на допустимый диапазон значений и формат входных данных.

5. Выходные данные:

Выходные данными также являются атрибуты класса.

5 Сценарий диалога с пользователем

Общая схема диалога: пользователю предлагается ввести параметры фигуры и затем выполнить действия в соответствии с индивидуальным заданием.

6 Разработка структур данных и алгоритмов

Решение данной задачи можно разбить на этапы:

1. Выбор членов-данных класса

2. Создание конструктора

3. Создание деструктора

4. Реализация функций ввода (и расчёта) параметров фигуры

5. Вывод значенийпараметров фигурына текущий момент

6. Осуществление поворота фигуры, относительно заданной точки

7. Построение симметричного отраженияфигуры относительно заданной точки

Модель структуры данных:

а) В программе описаны два класса: фигура(Figure) и точка (Point);

б) В описании класса Figureприсутствует 4 атрибута класса - центр окружности (Point), точка на окружности (Point), угол в основании сектора (double) и радиус окружности (double). Доступ к членам-данным класса - “private”, что объясняется стремлением обезопасить класс от неконтролируемого метода доступа.

в) Точки являются экземплярами класса Point, который был описан в предыдущей лабораторной работе “Разработка класса Точка.

в) Состав набора членов-функций определяется поставленными проблемными задачами. В данном случае в этот набор входят:

- конструктор/деструктор, для формирования и деинициализации экземпляров класса;

- вспомогательные функции вывода координат;

- функция инициализации параметров экземпляра класса;

- функция поворота фигурыотносительно заданной точки- для осуществления решения проблемы поворота;

- вспомогательные функцииввода/вывода параметров фигуры;

- функция симметричного отражения фигуры относительно заданной точки- для осуществления решения проблемы построения симметричной точки.

7 Параметры функций программы

8 Текст программы на языке C++

ФайлMain.CPP:

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

#include <iostream.h>

#include <math.h>

#include <time.h>

#include 'Point.h'

#include 'Figure.h'

// File: Figure.cpp

// Project: Class of figure

// Author: Kupriyanov N.N.

// Date: 04.07.2012 Version 1.0

voidMainMenu() //Функция вывода главного меню программы

{

clrscr();

puts(' Menu:');

puts('1 - Initialize the figure');

puts('2 - Output parameters initialized figures');

puts('3 - Construct a symmetrical reflection to figure');

puts('4 - Expand the figure at a given angle');

puts('5 - About program');

puts('0 - Exit');

};

void main()

{

charch = NULL;

int flag = 0;

clrscr();

cout<< ' Project: The class of figure' <<endl

<< ' Author: Kupriyanov N.N.' <<endl

<< ' Date: 04.07.2012 Version 1.0' <<endl

<<endl<<endl

<< ' This program on the set parametres of'

<< ' a figure counts its square, and also ' <<endl

<< 'carries out turn and symmetric reflexion '

<< 'of a figure.'<<endl;

printf('nnPlease press Entern');

do

{

ch = getch();

}while(ch != 13);

Point Cen(0,0);

Point PtOnSh(0,0);

Figure Shape(Cen,PtOnSh,0);

do

{

MainMenu();

cout<<endl<< 'User response - ';

fflush(stdin);

scanf('%c',&ch);

switch(ch)

{

case '1':

{

clrscr();

cout<< 'Please enter the coordinates of the center figure' <<endl;

Cen.SetCoord('P');

clrscr();

cout<< 'Please enter the coordinates of points on the '

<< 'outer boundary of a shape (circle)';

PtOnSh.SetCoord('P');

Shape.SetFigure(Cen,PtOnSh);

flag = 1;

break;

}

case '2':

{

if(flag)

{

clrscr();

Shape.GetParamFigure(Shape);

}

else

printf('nn >>Please enter the parameters figure<<');

getch();

break;

}

case '3':

{

if(flag)

{

clrscr();

Shape.RotateFig(Shape,0);

puts('');

Shape.GetParamFigure(Shape);

}

else

printf('nn >>Please enter the parameters figure<<');

getch();

break;

}

case '4':

{

if(flag)

{

clrscr();

Shape.RotateFig(Shape,1);

puts('');

Shape.GetParamFigure(Shape);

}

else

printf('nn >>Please enter the parameters figure<<');

getch();

break;

}

case '5':

{

clrscr();

puts('File: Figure.exe');

puts('Project: The class of point');

puts('Author: Kupriyanov N.N.');

puts('Date: 04.07.2012 Version 1.0');

getch();

break;

}

}

}while(ch!='0');

}

ФайлFigure.h:

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

#include <iostream.h>

#include <math.h>

#include <time.h>

// File: Figure.h

// Project: Class of figure

// Author: Kupriyanov N.N.

// Date: 03.07.2012 Version 1.0

class Figure

{

private:

PointCenFig; //Центр окружности

PointPtOnFig; //Точка на кружности

doubleSecAng; //Угол разворота сектора (образован между точками 1 и 2)

doubleFigRad; //Радиус окружности

voidCalcRadCirc(); //Расчёт радиуса окружности

public:

voidSetFigure(Point&, Point&); //Инициализация параметров фигуры

Figure(Point &, Point &, double); //Конструкторэкземплярафигуры

~Figure(); //Деструкторэкземплярафигуры

voidAreaFigure(Figure &); //Площадьфигуры

voidGetParamFigure(Figure &); //Выводпараметровфигуры

doubleSetAngle(); //Вводугла в основаниисектора

voidGetCoordPt(Point &); //Выводкоординатыточки

voidRotateFig(Figure &, int); //Повернутьфигуру

};

void Figure::GetParamFigure(Figure &Shape)

{

cout<< 'Parameters of the figure:' <<endl

<< 'Coordinate centre of figure = ';

this->GetCoordPt(this->CenFig);

cout<<endl

<< 'Coordinate point on circle = ';

this->GetCoordPt(this->PtOnFig);

cout<<endl

<< 'The angle at the base of the sector = ' << this->SecAng<<endl

<< 'Radius of figure = ' << this->FigRad<<endl;

this->AreaFigure(Shape);

}

void Figure::AreaFigure(Figure &Shape)

{

double square;

if((this->SecAng*180/M_PI) > 360)

cout<< 'Area of ??the figure is = '

<<square;

else

square = pow(this->FigRad,2)*(2*M_PI - this->SecAng)/2;

cout<< 'Area of the figure is = '

<<square;

}

void Figure::RotateFig(Figure &Shape, int j)

{

double Angle;

Point Rotate(0,0);

cout<< 'Please enter the coordinates of the point around which '

<< 'to make his turn' <<endl;

Rotate.SetCoord('P');

if(j)

{

cout<<endl

<< 'Please enter a corner where you want to rotate a shape - ';

cin>> Angle;

}

else

Angle = M_PI;

this->CenFig.RotatePoint(Rotate, Angle, j);

this->PtOnFig.RotatePoint(Rotate, Angle, j);

}

void Figure::SetFigure(Point &Centre, Point &OnFigure)

{

this->CenFig = Centre;

this->PtOnFig = OnFigure;

this->SecAng = this->SetAngle();

this->CalcRadCirc();

}

double Figure::SetAngle()

{

double Angle;

charstr[2];

clrscr();

for(;;)

{

cout<< 'Please enter a corner at the base of the sector ' <<

'(in radians): ';

intnum = scanf('%lf''%1[^n]''%*[^n]', &Angle, str);

if (num != 1)

{

printf('n>>Only digits and only one number allowed!<<n');

getch();

if (num == 0)

scanf('%*[^n]');

}

else

if (Angle < 0 || Angle > 2*M_PI)

{

cout<<endl<< '>>corner at the base of the sector must be ' <<

'greater than 0 and less than 2*Pi<<' <<endl;

getch();

}

else

break;

}

return Angle;

}

Figure::Figure(Point &Cen, Point &Pt, double Ang) : CenFig(Cen), PtOnFig(Pt), SecAng(Ang)

{

time_t seconds = time(NULL);

tm* timeinfo = localtime(&seconds);

this->CalcRadCirc();

cout<<endl<<endl

<<asctime(timeinfo)

<< 'Figure:' <<endl

<< 'Coordinate centre of figure = ';

this->GetCoordPt(this->CenFig);

cout<<endl

<< 'Coordinate point on circle = ';

this->GetCoordPt(this->PtOnFig);

cout<<endl

<< 'The angle at the base of the sector = ' << this->SecAng<<endl

<< 'Radius of figure = ' << this->FigRad<<endl

<< 'Figure.'<<endl<<endl;

getch();

}

Figure::~Figure()

{

time_t seconds = time(NULL);

tm* timeinfo = localtime(&seconds);

cout<<endl<<endl

<<asctime(timeinfo)

<< '~Figure:' <<endl

<< 'Coordinate centre of figure = ';

this->GetCoordPt(this->CenFig);

cout<<endl

<< 'Coordinate point on circle = ';

this->GetCoordPt(this->PtOnFig);

cout<<endl

<< 'Angle of a turn of sector = ' << this->SecAng<<endl

<< 'Radius of figure = ' << this->FigRad<<endl

<< '~Figure.'<<endl<<endl;

getch();

}

void Figure::CalcRadCirc()

{

double X0, Y0, X1, Y1;

this->CenFig.ConvertToXY(&X0,&Y0);

this->PtOnFig.ConvertToXY(&X1,&Y1);

this->FigRad = sqrt(pow((X1-X0),2)+pow((Y1-Y0),2));

}

void Figure::GetCoordPt(Point &Pt)

{

Pt.GetRF();

}

ФайлPoint.h:

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

#include <iostream.h>

#include <math.h>

#include <time.h>

#include <time.h>

// File: Point.h

// Project: Class of figure

// Author: Kupriyanov N.N.

// Date: 03.07.2012 Version 1.0

class Point

{

private:

doubleCoordRO; //Ро - радиальнаякоординататочки

doubleCoordFi; //Фи - угловая координата точки

intQu;

public:

Point(){};

voidConvertToRF(double, double); //Преобразование в полярные координаты экземпляра класса

voidConvertToXY(double*, double*); //Преобразование в декартовы координаты экземпляра класса

voidSetQuiet(int);

Point(double, double);//Конструкторэкземпляракласса

~Point();//Деструкторэкземпляракласса

voidGetCoordRO() const; //Выводрадиальнойкоординатыэкземпляракласса

voidGetCoordFi() const;//Выводугловойкоординатыэкземпляракласса

doubleSetCoord(char); //Задать координату для экземпляра класса

voidRotatePoint(Point&, double, int); //Осуществить поворот экземпляра класса

voidGetRF();

};

void Point::GetRF()

{

cout<< 'RO: ' <<CoordRO<< ' Fi: ' <<CoordFi;

}

void Point::SetQuiet(int q)

{

if(!q)

Qu = 0;

else

Qu = 1;

}

Point::Point(double CoordX, double CoordY)

{

time_t seconds = time(NULL);

tm* timeinfo = localtime(&seconds);

this->ConvertToRF(CoordX, CoordY);

this->SetQuiet(0);

if(Qu)

{

cout<<endl<<endl

<<asctime(timeinfo)

<< 'Point:' <<endl

<< 'RO = ' << this->CoordRO<<endl

<< 'Fi = ' << this->CoordFi<<endl

<< 'Point.'<<endl<<endl;

getch();

}

}

Point::~Point()

{

time_t seconds = time(NULL);

tm* timeinfo = localtime(&seconds);

this->SetQuiet(0);

if(Qu)

{

cout<<endl<<endl

<<asctime(timeinfo)

<< '~Point:' <<endl

<< 'RO = ' << this->CoordRO<<endl

<< 'Fi = ' << this->CoordFi<<endl

<< '~Point.'<<endl<<endl;

getch();

}

}

void Point::RotatePoint(Point &Second, double Angle, int j)

{

doubleCrdX, CrdY, X, Y;

doubleCoordX, CoordY;

ConvertToXY(&CoordX, &CoordY);

Second.ConvertToXY(&X, &Y);

CrdX = X + (CoordX - X)*cos(Angle) - (CoordY - Y)*sin(Angle);

CrdY = Y + (CoordX - X)*sin(Angle) + (CoordY - Y)*cos(Angle);

ConvertToRF(CrdX,CrdY);

}

void Point::ConvertToXY(double *CoordX, double *CoordY)

{

*CoordX = CoordRO*cos(CoordFi);

*CoordY = CoordRO*sin(CoordFi);

}

void Point::ConvertToRF(double CoordX, double CoordY)

{

CoordRO = sqrt(pow(CoordX,2)+pow(CoordY,2));

if(CoordX> 0)

{

if(CoordY>= 0)

CoordFi = atan(CoordY/CoordX);

else

CoordFi = atan(CoordY/CoordX) + 2*M_PI;

}

else

if(CoordX< 0)

CoordFi = atan(CoordY/CoordX) + M_PI;

else

if(CoordY> 0)

CoordFi = M_PI/2;

else

if(CoordY< 0)

CoordFi = 3*M_PI/2;

else

CoordFi = 0;

}

void Point::GetCoordRO() const

{

cout<< 'The radial coordinate of the point - RO: ' <<CoordRO<<endl;

}

void Point::GetCoordFi() const

{

cout<< 'The angular coordinate of a point in radians - Fi: ' <<CoordFi<<endl;

}

double Point::SetCoord(char ch)

{

charstr[2]; // Будем вводить макс. один символ для проверки наличия лишнего

double work = NULL;

switch(ch)

{

case 'P':

{

doubleCoordX = NULL, CoordY = NULL;

for(;;)

{

cout<<endl<< 'Please enter a value of X coordinate (numeric) - ';

intnum = scanf('%lf''%1[^n]''%*[^n]', &CoordX, str);

if (num != 1)

{

printf('n>>Only digits and only one number allowed!<<n');

getch();

if (num == 0)

scanf('%*[^n]');

}

else

break; // Из for(;;)

}

for(;;)

{

cout<<endl<< 'Please enter a value of Y coordinate (numeric) - ';

intnum = scanf('%lf''%1[^n]''%*[^n]',&CoordY,str);

if (num != 1)

{

printf('n>>Only digits and only one number allowed!<<n');

getch();

if (num == 0)

scanf('%*[^n]');

}

else

break;

}

this->ConvertToRF(CoordX, CoordY);

return 0;

}

case 'F':

{

for(;;)

{

clrscr();

cout<< 'Enter the angular coordinate of a point ' <<

'(in radians) - Fi: ';

intnum = scanf('%lf''%1[^n]''%*[^n]', &work, str);

if (num != 1)

{

printf('n>>Only digits and only one number allowed!<<n');

getch();

if (num == 0)

scanf('%*[^n]');

}

else

if (work < 0 || work > 2*M_PI)

{

cout<<endl<< '>>Radial coordinate of the point must be ' <<

'be greater than 0 and less than 2*Pi<<' <<endl;

getch();

}

else

break;

}

return work;

}

}

return 0;

}

программа геометрическая фигура

9 Тестирование программы

Производится тестирование программы с целью ее отладки и определения корректности ее работы. Тестирование проводится по принципу черного ящика. Проверяется работоспособность функций поворота и создания симметричной фигуры относительно заданной точки.

Метод классов эквивалентности:

10 Итог

Общее количество строк текста: 208+168+122 = 498;

Количество строк комментариев, занимающих отдельные строки: 14;

Количество пустых строк: 38.

11 Вывод

Разработанная программа отвечает поставленным требованиям. Работоспособность программы подтверждается разработчиком на основании и тестирования основных функций программы. Несомненными достоинствами класса является легкая интегрируемость за счет понятности текста класса, удобство и надежность.