模拟台球运动.docx

第一次上机报告 模拟台球运动上机目的：1.复习c+语言，复习一般类的定义与实现，模板类的定义与实现，类的继承；2.学习顺序表的数据结构，构造顺序表来模拟台球的运动；3.学习规划整个程序使之正确、可读性强、功能丰富；4.学习文件之间的连接与嵌套；5.学习文件输入输出操作。物理模型：初始参数：#define MAX 100/链表中最大球数#define dt 0.001/时间间隔#define MAXDISTANCE 0.3/球的相互作用有效距离#define BALL_RADIUS 0.1/球的半径#define HOLE_RADIUS 0.2/洞的半径#define WIDTH 2.0/球桌宽#define LENGTH 3.0/球桌长#define MASS 1.0/球的质量球桌规格为LENGTHMASS，设置6个角袋，形状为4个四分之一圆与2个半圆，半径为HOLE_RADIUS，如图所示，以球桌中心为原点建立平面直角坐标系。初始化：36个编号为1到36的台球排列成关于原点、坐标轴对称的66方阵，坐标均取球心，球的半径为BALL_RADIUS。白球（编号为0）的初始位置和初始速度由用户输入。白球初始位置不能和已有的球重叠，也不能放置在球桌之外。运动过程：采用钢球势分子间相互作用的情景。即当两个球心距离小于等于MAXDISTANCE时产生作用力，大于MAXDISTANCE时没有相互作用。若小球越界，采取弹性碰撞模型，保证能量守恒，在粒子很多时，系统可以近似为动量守恒。对于每个球，受力分析后就可以通过牛顿定律得出台球的运动情况(速度，加速度和位置)。算法与数据结构：数据结构：顺序表。文件构成：head.h 通用头文件seqlist.h 顺序表类的定义及实现（基类）balllist.h 球的顺序表类的定义（派生类）billiard.h 台球类（balllist的数据成员）main.cpp主函数balllist.cpp 球的顺序表类的实现billiard.cpp 台球类的实现functions.cpp 常用函数【注：由于是seqlist是模板类，函数的实现包含在头文件中】类的定义： template class seqlistprotected:int MAXNUM;int n;T * element;public:seqlist(int m=MAX);seqlist(seqlist & seq);seqlist()delete element;/析构函数bool isNULLlist() return (n=0); /判断顺序表是否为空void insertPre(int p,T x);/在p位置插入元素void cancel(int p);/删除p位置的元素int locate(T * x);/查找xint getn() return n;/返回nT * getele() return element;/返回element;class balllist:public seqlist /球顺序表为顺序表的派生类public:balllist(int);/带形参的构造函数，初始化函数balllist();/不带形参的构造函数，球袋的构造函数void force_analysis();/受力分析，得到加速度void position_analysis(balllist * pflist,int time);/位置分析，处理落袋球void cal_pos_vel();/更新位置与速度，越界检查void printall();/输出详细信息friend class billiard;/友元类billiard;class billiardprivate:double x,y,vx,vy,ax,ay;/位置，速度，加速度double mass;/质量int no;/编号int t;/落袋时间public:billiard()billiard(double nx,double ny,double nvx,double nvy,double nax,double nay,int nno) x=nx; y=ny; vx=nvx; vy=nvy; ax=nax; ay=nay; no=nno; mass=MASS;t=0; /带形参的构造函数billiard(billiard & ball);int getno() return no;/返回noint gett() return t;/返回tvoid sett(int nt) t=nt;/设定tvoid move();/移动，改变速度与位置int inhole();/判断是否进洞，并返回洞的序号，没有入洞返回0void cal_a(double fx,double fy);/计算加速度void print();/输出详细信息friend bool whether_equal(billiard * pb1,billiard * pb2);/判断两球是否相同friend double getdistance(billiard * b1,billiard * b2);/计算距离friend double getdistance(double x1,double y1,billiard * b1); /计算距离friend double cal_dx(billiard * b1,billiard * b2); /计算距离friend double cal_dy(billiard * b1,billiard * b2); /计算距离;其他函数double calforce(double dis)/计算球之间的力bool outofrange(double x,double y)/判断球是否出界结果分析：运行结果将输出到”results.txt”中。一种可能的结果是：输入白球坐标（0,1.3）白球初速度（0,100）“results.txt”中：掉入第1个球袋的球情况如下:No.6球落袋时间为0.79No.12球落袋时间为2.998No.18球落袋时间为3.668No.4球落袋时间为21.597No.2球落袋时间为25.249掉入第2个球袋的球情况如下:No.29球落袋时间为1.409No.16球落袋时间为1.761No.23球落袋时间为2.51No.22球落袋时间为2.627No.34球落袋时间为6.316No.30球落袋时间为10.609No.11球落袋时间为13.282No.25球落袋时间为19.989掉入第3个球袋的球情况如下:No.36球落袋时间为0.787No.35球落袋时间为1.475No.24球落袋时间为3.318No.17球落袋时间为3.481No.10球落袋时间为4.652No.3球落袋时间为13.146掉入第4个球袋的球情况如下:No.1球落袋时间为0.79No.7球落袋时间为2.998No.13球落袋时间为3.668掉入第5个球袋的球情况如下:No.26球落袋时间为1.409No.15球落袋时间为1.761No.20球落袋时间为2.51No.21球落袋时间为2.627No.5球落袋时间为4.244No.33球落袋时间为7.043No.8球落袋时间为8.316No.28球落袋时间为9.032No.27球落袋时间为12.75掉入第6个球袋的球情况如下:No.31球落袋时间为0.787No.32球落袋时间为1.475No.19球落袋时间为3.305No.14球落袋时间为3.45No.9球落袋时间为4.617No.0球落袋时间为6.392经验教训：1.对于模板函数的编译机制不了解，一开始将其放在.cpp文件中，导致连接错误。对于模板函数，应该将其放在.h文件中再include到要用到它的地方。2.某处误以为数组下标从1开始，查错查了半天。3.用Debug来判断问题出在哪。通过在出问题处输出结果或在Debug中显示结果来查错。4.一开始规划整个程序的时间花的不够，导致程序的结构有重大的修改，一开始用的是模板类seqlist来管理台球，导致台球表的重要函数都没有封装起来，