Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

рисуем замыкающую линию:

  if (color().visibility())

    fl_line(point(number_of_points()–1).x,

            point(number_of_points()–1).y,

            point(0).x,

            point(0).y);

}

В классе Closed_polyline нужна отдельная функция draw_lines(), рисующая замыкающую линию, которая соединяет последнюю точку с первой. К счастью, для этого достаточно реализовать небольшую деталь, которая отличает класс Closed_polyline от класса Shape. Этот важный прием иногда называют “программированием различий“ (“programming by difference”). Нам нужно запрограммировать лишь то, что отличает наш производный класс (Closed_polyline) от базового (Open_polyline).

Итак, как же нарисовать замыкающую линию? Воспользуемся функцией fl_line() из библиотеки FLTK. Она получает четыре аргументы типа int, задающих четыре точки. И здесь нам снова понадобится графическая библиотека. Однако обратите внимание на то, что, как и во многих других ситуациях, упоминание библиотеки FLTK скрыто от пользователей. В программе пользователя нет никаких ссылок на функцию fl_line(), и ей неизвестно ничего о неявном представлении точек в виде пар целых чисел. При необходимости мы могли бы заменить библиотеку FLTK другой библиотекой графического пользовательского интерфейса, а пользователи этого почти не заметили бы.

13.8. Класс Polygon

Класс Polygon очень похож на класс Closed_polyline. Единственная разница состоит в том, что в классе Polygon линии не могут пересекаться. Например, объект класса Closed_polyline, изображенный выше, был многоугольником, но если к нему добавить еще одну точку, то ситуация изменится.

cpl.add(Point(100,250));

Результат изображен ниже.

В соответствии с классическими определениями объект класса Closed_polyline многоугольником не является. Как определить класс Polygon так, чтобы он правильно отображал связь с классом Closed_polyline, не нарушая правил геометрии? Подсказка содержится в предыдущем описании. Класс Polygon — это класс Closed_polyline, в котором линии не пересекаются. Иначе говоря, мы могли бы подчеркнуть способ образования фигуры из точек и сказать, что класс Polygon — это класс Closed_polyline, в который невозможно добавить объект класса Point, определяющий отрезок линии, пересекающийся с одной из существующих линий в объекте класса Polygon.

Эта идея позволяет описать класс Polygon следующим образом:

struct Polygon:Closed_polyline { // замкнутая последовательность

                                 // непересекающихся линий

  void add(Point p);

  void draw_lines() const;

};

void Polygon::add(Point p)

{

  // проверка того, что новая линия не пересекает существующие

  // (код скрыт)

  Closed_polyline::add(p);

}

Здесь мы унаследовали определение функции draw_lines() из класса Closed_polyline, сэкономив усилия и избежав дублирования кода. К сожалению, мы должны проверить каждый вызов функции add(). Это приводит нас к неэффективному алгоритму, сложность которого оценивается как N в квадрате, — определение объекта класса Polygon, состоящего из N точек, требует N*(N–1)/2 вызовов функции intersect(). По существу, мы сделали предположение, что класс Polygon будет использоваться для создания многоугольников с меньшим количеством точек.

 Например, для того чтобы создать объект класса Polygon, состоящего из 24 точек, потребуется 24*(24–1)/2 == 276 вызовов функции intersect(). Вероятно, это допустимо, но если бы мы захотели создать многоугольник, состоящий из 2000 точек, то вынуждены были бы сделать около 2 000 000 вызовов. Мы должны поискать более эффективный алгоритм, который может вынудить нас модифицировать интерфейс.

В любом случае можем создать следующий многоугольник:

Polygon poly;

poly.add(Point(100,100));

poly.add(Point(150,200));

poly.add(Point(250,250));

poly.add(Point(300,200));

Очевидно, что этот фрагмент создает объект класса Polygon, идентичный (вплоть до последнего пикселя) исходному объекту класса Closed_polyline.

Проверка того, что объект класса Polygon действительно представляет собой многоугольник, оказывается на удивление запутанной. Проверка пересечений, которая реализована в функции Polygon::add(), является наиболее сложной во всей графической библиотеке. Если вас интересуют кропотливые геометрические манипуляции с координатами, взгляните на код. И это еще не все. Посмотрим, что произойдет, когда мы попытаемся создать объект класса Polygon лишь из двух точек. Лучше предусмотреть защиту от таких попыток.

void Polygon::draw_lines() const

{

  if (number_of_points() < 3)

    error("Меньше трех точек вводить нельзя.");

  Closed_polyline::draw_lines();}

 

 Проблема заключается в том, что инвариант класса Polygon — “точки образуют многоугольник” — невозможно проверить, пока не будут определены все точки. Иначе говоря, в соответствии с настоятельными рекомендациями мы не задаем проверку инварианта в конструкторе класса Polygon. И все же “предупреждение о трех точках” в классе Polygon::draw_lines() — совершенно недопустимый трюк. (См. также упр. 18.) 

13.9. Класс Rectangle

Большинство фигур на экране являются прямоугольниками. Причина этого явления объясняется частично культурными традициями (большинство дверей, окон, картин, книжных шкафов, страниц и т.д. является прямоугольниками), а частично техническими особенностями (задать координаты прямоугольника проще, чем любой другой фигуры). В любом случае прямоугольник настолько широко распространен, что в системах графического пользовательского интерфейса он обрабатывается непосредственно, а не как многоугольник, имеющий четыре прямых угла.

struct Rectangle:Shape {

  Rectangle(Point xy, int ww, int hh);

  Rectangle(Point x, Point y);

  void draw_lines() const;

  int height() const { return h; }

  int width() const { return w; }

private:

  int h; // высота

  int w; // ширина

};

Мы можем задать прямоугольник двумя точками (левой верхней и правой нижней) или одной точкой, шириной и высотой. Конструкторы этого класса могут иметь следующий вид:

Rectangle::Rectangle(Point xy,int ww,int hh):w(ww),h(hh)

{

  if (h<=0 || w<=0)

    error("Ошибка: отрицательная величина");

  add(xy);

}

Rectangle::Rectangle(Point x,Point y):w(y.x–x.x),h(y.y–x.y)

{

  if (h<=0 || w<=0)

    error("Ошибка: отрицательная ширина или длина.");

  add(x);

}

Каждый конструктор соответствующим образом инициализирует члены h и w (используя синтаксис списка инициализации; см. раздел 9.4.4) и хранит верхнюю левую точку отдельно в базовом классе Shape (используя функцию add()). Кроме того, в конструкторах содержится проверка ширины и длины — они не должны быть отрицательными.

 

 Одна из причин, по которым некоторые системы графики и графического пользовательского интерфейса рассматривают прямоугольники как отдельные фигуры, заключается в том, что алгоритм определения того, какие