北邮程序设计实践——画图.doc

北京邮电大学信息与通信工程学院程序设计实践设计报告课题名称：实验一画图程序 1 课题概述 1.1课题目标和主要内容 1.1.1主要内容和目标： A. 基本功能界面中使用鼠标画点、圆、线等功能（使用菜单选择画什么即可）设置颜色（使用菜单设定几种颜色即可）保存，打开bmp文件选做功能保存，打开自定义格式文件图像二值化、平滑、连通域标记等 B.目标 对windows程序编程有一个初步的认识，对其消息处理体制有初步理解，掌握编程工具如vs的调试方法，熟练使用1.1.2编译环境：visual studio 2012 1.2系统的主要功能 功能列表或功能框图，以及功能的简要说明。2. 系统设计 2.1 系统总体框架 包括系统框架图或层次逻辑图，设计思想等 winmain.cpp:系统消息的获得与处理Graphicwindow.h：类的定义Graphicwindow.cpp：类中函数的定义fig.rc、resource.h：完成菜单的添加ccc_shap.h、ccc_shape.cpp完成图形类的定义test.h：实现画图函数的声明test.cpp：实现画图函数的声明 2.2 系统详细设计1 类关系图及描述 2 程序流程图及描述 winmain.cpp对接收到的消息进行处理，进而根据消息调用相应类函数，类函数中真正画图函数的实现在test.cpp中 3 存储结构、内存分配 定义了全局栈vector1,对鼠标移动中的坐标点进行记录 定义全局point 类型，对鼠标左键up和down时的坐标点进行记录 以下均为全局变量： int WIDTH=3,RORTR=1; /WIDTH方便改变线条粗细，RORTR判断是输出圆还是椭圆Point endot,bedot; /分别记录终点和起点，用于画直线、圆、椭圆、长方形COLORREF mmcolor=RGB(0,0,0); /线条颜色COLORREF ficolor=RGB(0,0,0); /填充颜色 2.3 关键算法分析 算法一: case WM_MOUSEMOVE: /记录鼠标移动过程的点int x=LOWORD(lParam);int y=HIWORD(lParam);if (wParam&MK_LBUTTON) /鼠标在移动过程中按着LBUTTON和SHIFT键logoutput(鼠标在移动过程中按着LBUTTON和SHIFT键);vector1.push_back(Point(x,y);InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);break; 根据系统以及定义好的消息WM_MOUSEMOVE，每当鼠标移动变回收到这个消息，进而将鼠标轨迹中的点压入栈中 算法二： case WM_LBUTTONDOWN: /记录起点int x=LOWORD(lParam);int y=HIWORD(lParam);bedot=Point(x,y); 获得按下鼠标左键时的点，以便在画直线、圆、椭圆时应用 相似的可以利用WM_LBUTTONUP消息获得算法三：void mydot(GraphicWindow & cwin) /画点extern COLORREF mmcolor;for (int i=0;ivector1.size();i+)Point x =vector1i;Point x1(cwin.disp_to_user_x(x.get_x(),cwin.disp_to_user_y(x.get_y();x1.SetColor(mmcolor);cwin x1; 从栈中取点并画出，同时通过SetColor（）来设置颜色。 时间复杂度：n 空间复杂度：n算法四：void myline(GraphicWindow & cwin) /画线extern int WIDTH;extern COLORREF mmcolor;for (int i=0;ivector1.size();i+) Point be =vector1i;Point x1(cwin.disp_to_user_x(be.get_x(),cwin.disp_to_user_y(be.get_y();if(i+1vector1.size()Point en=vector1i+1;Point x2(cwin.disp_to_user_x(en.get_x(),cwin.disp_to_user_y(en.get_y();Line A(x1,x2);A.SetColor(mmcolor);cwinA;将vector1中的点依次用直线连接，因为每两个点之间间隔非常小，所以最终达到画出曲线的效果时间复杂度：n 空间复杂度：n算法五： void mydline(GraphicWindow & cwin) /直线extern COLORREF mmcolor;extern Point endot;extern Point bedot; extern int WIDTH;Point be =bedot;Point x1(cwin.disp_to_user_x(be.get_x(),cwin.disp_to_user_y(be.get_y();Point en=endot;Point x2(cwin.disp_to_user_x(endot.get_x(),cwin.disp_to_user_y(endot.get_y();Line A(x1,x2);A.SetColor(mmcolor);A.b=WIDTH;cwinA;bedot和endot分别为鼠标左键按下和抬起时的点，用这两个点来为line对象初始化，作为起点和终点，通过setcolor()来设置线的颜色，WIDTH改变线的粗细。时间复杂度：1 空间复杂度：1算法六：void myrec(GraphicWindow & cwin) /画长方形extern COLORREF mmcolor;extern Point endot;extern Point bedot;Point be =bedot;Point x1(cwin.disp_to_user_x(be.get_x(),cwin.disp_to_user_y(be.get_y();Point en=endot;Point x2(cwin.disp_to_user_x(endot.get_x(),cwin.disp_to_user_y(endot.get_y();Rectan A(x1,x2);A.SetColor(mmcolor);cwinA;完成画长方形的工作首先要定义长方形类：Rectan（具体定义参见test.h和test.cpp），同时也要进行运算符重载（具体参见GraphicWindow.cpp）；此处是完成对象初始化工作。bedot 和endot 分别为长方形的左上角和右下角，以此完成对象初始化，可以获得长方形的左上右下坐标。时间复杂度：1 空间复杂度：1算法七：void myround(GraphicWindow & cwin) /画圆或椭圆extern COLORREF mmcolor;extern Point bedot,endot;extern int RORTR;Point x1(cwin.disp_to_user_x(bedot.get_x(),cwin.disp_to_user_y(bedot.get_y(); Point x2(cwin.disp_to_user_x(endot.get_x(),cwin.disp_to_user_y(endot.get_y();double a=x1.get_x()-x2.get_x(),b=x1.get_y()-x2.get_y();double c=pow(a,2)+pow(b,2);double r=sqrt(c);TCircle tcir(x1 ,r);Circle cir(x1,r);cir.SetColor(mmcolor);if(RORTR=1)cwincir;elsecwintcir;bedot为圆心，endot为边界点，通过两者获得半径，然后对Circle或者Tcircle对象进行初始化此处通过全局变量RORTR来判断输出圆还是椭圆，而RORTR是在消息处理时会进行赋值操作。时间复杂度：1 空间复杂度：1算法八：case ID_LINE: /画最细自由线消息bedot=Point(NULL ,NULL); endot=Point(NULL,NULL);menuId=ID_LINE;InvalidateRect(hwnd,NULL,TRUE);break;此处要对bedot=Point(NULL ,NULL); endot=Point(NULL,NULL);，以避免再画其他图形时将之前的bedot和endot连接起来。相似的在画圆、椭圆时也要做类似处理。时间复杂度：1 空间复杂度：1 2.4 其它 在定义画图形状类时，运用了类的继承，使类的定义代码更为简化。 运算符重载是画图主体实现代码更为简洁，也便于编写。 3. 程序运行结果分析 3.1输出显示方式：窗口3.2主要界面：3.3操作流程：点击以上菜单中选项，然后在窗口中进行操作3.4运行效果: 。4. 总结 4.1课题的难点和关键点 关键点：理解windows编程，特别是消息处理方式，因为对此没有认识导致前两次课一直在看ppt,向老师、同学请教。 难点:a).调试方法：因为windows并行处理，不同与之前编程的逐步进行，给调试带来一定难度，我所采用的方式是设置较多断点，加入判别变量，但到现在仍未很好掌握调试方法。b).画圆：所希望的效果是：圆随着鼠标的移动，大小也随之变化并显示在屏幕上，并且可以画多个圆。起初想到两种实现方式：vector来实现能达到动态显示，但是一个缺点是不能使圆有大变小。如果刷屏则其他图形也会消失，显然这并不是我们所期望的。通过全局变量point来实现，可以实现画多个圆，但是却不能动态显示。和同学交流，但最终也没有找到好的解决方案，权衡之下选择了第二种方案。c).因为在左键按下和抬起时会记录下点，这样将会对下次绘图产生影响,起初是用全局int类型变量i来进行判断是否要记录，但这样的话只有选用多个int型变量才能达到效果。优化：放弃上一种方式，而是在画图消息传过来是将全局point初始化为（NULL,NULL），更为简洁，同时也减小了逻辑错误产生的可能性。4.2 本课题的评价该课题难度不大，但是对于windows编程入门的我们来说难度是适中的，对于学生理解windows编程的基础知识提供很大帮助，从较简单的入手一方面便于理解同时也更容易为学生培养信心。对于自身，现对windows变成有了初步了解，尤其是消息处理机制等，但是对于细节仍然有不熟悉