Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

 horizontal.set_color(Color::red);
 vertical.set_color(Color::green);

На экране откроется окно, приведенное ниже.

13.6. Класс Open_polyline

Класс Open_polyline определяет фигуру, состоящую из ряда отрезков линий, соединенных между собой и заданных последовательностью точек. Слово poly имеет греческое происхождение и означает “много”, а polyline — это удобное имя для фигуры, состоящей из многих линий. Рассмотрим пример.

 Open_polyline opl;
 opl.add(Point(100,100));
 opl.add(Point(150,200));
 opl.add(Point(250,250));
 opl.add(Point(300,200));

Этот фрагмент кода создает фигуру, которую можно нарисовать, соединяя следующие точки.

В принципе Open_polyline — это выдуманное слово, которое мы позаимствовали из детской игры “Connect the Dots” (“Соедини точки”).

Класс Open_polyline определен следующим образом:

 struct Open_polyline:Shape { // открытая последовательность линий
  void add(Point p) { Shape::add(p); }
 };

Да-да, это все определение. В нем практически ничего нет, кроме указания имени класса и того факта, что он является наследником класса Shape. Функция add класса Open_polyline просто позволяет пользователям получить доступ к функции add из класса Shape (т.е. Shape::add). Нам даже не нужно определять функцию draw_lines, так как класс Shape по умолчанию интерпретирует добавленные точки как последовательность линий, соединенных друг с другом.

13.7. Класс Closed_polyline

Класс Closed_polyline похож на класс Open_polyline, за исключением того, что последняя точка соединяется с первой. Например, можно было бы создать объект класса Closed_polyline из тех же точек, из которых был построен объект класса Open_polyline в разделе 13.6.

 Closed_polyline cpl;
 cpl.add(Point(100,100));
 cpl.add(Point(150,200));
 cpl.add(Point(250,250));
 cpl.add(Point(300,200));

Как и ожидалось, результат идентичен тому, что мы получили в разделе 13.6, за исключением последнего отрезка.

Определение класса Closed_polyline приведено ниже.

 struct Closed_polyline:Open_polyline { // замкнутый ряд линий
  void draw_lines const;
 };

 void Closed_polyline::draw_lines const
 {
  Open_polyline::draw_lines; // сначала рисуем открытый ряд линий,
  // затем 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.