基于C++实现一个平面上的形状编辑程序

平面上的形状编辑

一、设计目的：

实现一个平面上的形状编辑程序。

二、程序功能简介：

按照下图给出的层次关系来定义类。

2.所有形状支持无参数构造，有参数构造，拷贝构造，析构。

3.所有形状支持平移操作，需要重载 operator+。

4.所有形状（除去无意义的），均支持计算周长。

5.所有形状（除去无意义的），均支持 Draw（）操作，此时只要显示形状的名称，位置等信息。

6.需要实现一个 CShapeArray 类，该类类似一个数组，用来存放编辑过程中的平面形状。该类需要支持：添加，插入，删除，查询，复制等操作。可以支持形状编辑中需要的针对形状的操作。

7.主程序中实现用户输入形状及其参数，然后把形状存入 6 中定义的 CShapeArray。在输入形状的同时，用户可以查询当前已经输入的形状（可按名称（需要对每个平面形状加入名称），位置来查询）。支持用户对形状的复制，粘贴（粘贴时假设用户指定粘贴的位置）。同时支持用户对形状的删除操作。

8.输入和处理好的形状可以存入文件，并从文件中读入。

9.支持对当前所有形状的 Draw()。

三、详细介绍：

1、关于程序使用的代码风格

本程序使用 Visual Studio 2010 编写，并按照规范风格，将类、函数、变量的声明、其他头文件的引用等写在头文件(*.h 文件)中，并使用头文件保护符（#pragma once）保护以免重复编译，具体函数的定义等则写在对应的源文件中。函数的注释说明写在头文件函数声明处，函数内部具体代码说明写在源文件代码处。

2、程序中类的声明

本程序定义了以下几个类（其中由于 CPoint 为 VS 中的保留类名，改用 CCPoint）：

复制代码

class CShape;
class CCircle :	public CShape;
class CCPoint :	public CShape;
class CLine :	public CShape; 
class CRectangle :	public CShape; 
class CPolygon :	public CShape; 
class CTriangle :	public CPolygon;
class CShapeArray;

基类 CShape 定义如下，其中函数

复制代码

virtual void Draw(void); 
virtual void Calc(void);
virtual void saveToFile(ofstream&);
virtual CShape& loadFromFile(ifstream&); 
virtual int exist();

为虚函数，具体根据继承的子类不同而有不同定义，体现了 C++ 的多态性；变量 const static int SHAPE_CIRCLE 等用于区分不同子类的具体类型，用于全局函数 loadFromFile()从文件加载形状信息。

复制代码

class CShape {
public: const static int SHAPE_CIRCLE = 1;
const static int SHAPE_POINT = 2;
const static int SHAPE_LINE = 3;
const static int SHAPE_POLYGON = 4;
const static int SHAPE_RECTANGLE = 5;
const static int SHAPE_TRIANGLE = 6;

//  无参数构造
CShape(void);
//  有参数构造
CShape(char * );
//  析构函数
~CShape(void);
//  拷贝构造
CShape(const CShape & );
//  获取名称
char * getName();
//  显示名称等信息，使用虚函数
virtual void Draw(void);
//  计算并显示周长，使用虚函数
virtual void Calc(void);
//  保存至文件
virtual void saveToFile(ofstream & );
//  从文件读取
virtual CShape & loadFromFile(ifstream & );
//  判断形状是否存在
virtual int exist()

protected:
//  图形的名称 char* name; int shape;
};

子类 CCircle, CCPoint, CLine, CRectangle, CPolygon 继承于基类 CShape，类 CTriangle 继承于类 CPolygon，分别表示具体的形状，并分别定义了各自的 Draw()，Calc()， saveToFile，loadFromFile 等函数。

类 CShapeArray 用于存放编辑过程中的平面形状，支持：添加，插入，删除，查询，复制等操作。使用 vector<CShape*> vec 来保存添加进的 CShape 对象的指针。其定义如下：

复制代码

class CShapeArray {
public: CShapeArray(void);~CShapeArray(void);
//  添加
void add(CShape * );

//  插入
void insert(int, CShape);
//  删除
void del(int);
//  清除全部
void clear(void);
//  查询
CShape * get(int);
//  复制
void copy(int, int);
//  显示所有元素
void drawAll(void);
//  获取元素数目
int getSize(void);
//  根据名称查询
int findByName(char * );

private: vector < CShape * >vec;
};

3、全局变量及全局函数

复制代码

/**********************全局变量声明**********************/
//  保存到的文件名
const static char *fname = "D:\\dat.txt";
// CShapeArray 对象
CShapeArray arr;
//  记录要复制的形状所在位置
int copyPos = -1;
/************************函数声明************************/
//  输入数字进行选择
int input(char *, int);
//  清屏
void clr();
//  暂停
void pause();
//  选择操作
void inputOp();
//  选择形状
void inputShape();
//  查询
void inputQuery();

//  输入位置查询
void inputPos();
//  输入名称查询
void inputName();
//  复制
void inputCopy();
//  粘贴
void inputPaste();
//  删除
void inputDel();
//  保存至文件
void saveToFile();
//  从文件读取
void loadFromFile();
//  输入矩形
CRectangle* inputRectangle();
//  输入圆形
CCircle* inputCircle();
//  输入多边形
CPolygon* inputPolygon();
//  输入三角形
CTriangle* inputTriangle();
//  输入点
CCPoint* inputPoint();
//  输入直线
CLine* inputLine();

4、程序的使用

程序启动即进入功能选择主菜单。用户通过输入数字并按回车进行功能的选择，如果用户输入的不是数字，或数字超出了输入范围，则提示输入错误需要重新输入(该功能由 input 函数实现)。

添加形状时，根据用户选择的形状不同，要求输入的参数也不同，如果输入的参数能构成相应形状（如三角形两边之和要大于第三边，此功能由 exist 函数实现），则添加该形状至对象 CShapeArray arr 中，否则提示错误而不保存。输入形状的名称时，支持输入中英文，并可包含空格。

5、程序的稳定性

本程序能自动纠正部分用户输入错误，以及从文件读取时发生的错误，并给出相应提示信息。

6、运行结果

启动后提示输入数字选择操作：

选择操作输入形状，选择要输入的形状为圆形：

输入圆心坐标和半径，按回车键确认：

选择操作"2.查询已输入"，选择"3.显示全部"：

保存至文件（默认保存至 D:\dat.txt 中）：

从文件读取（默认从 D:\dat.txt 中读取）：

四、部分源码

复制代码

//  多边形的存在性判断
int CPolygon: :exist() {
    //  此函数没有考虑输入的点重合时的情况
    float * length = new float[edges];
    float lengthAll = 0;
    //  计算各边长
    for (int i = 0; i < edges; i++) {
        if (i == 0) {
            length[i] = sqrt(pow((px[edges - 1] - px[0]), 2) + pow((py[edges - 1] - py[0]), 2));
        } else {
            length[i] = sqrt(pow((px[i - 1] - px[i]), 2) + pow((py[i - 1] - py[i]), 2));
        }
        lengthAll += length[i];
    }
    float lengthHalf = lengthAll / 2.0;
    //  如果一边之长大于等于其他所有边之和，即该边长大于等于全长的一半， 多边形不存在
    for (int i = 0; i < edges; i++) {
        if (length[i] >= lengthHalf) return 0;
    }
    return 1;
}

//  输入数字进行选择
int input(char * promote, int choices) {
    while (1) {
        cout << "\n" << promote << endl;
        int x;
        cin >> x;
        if (x > 0 && x <= choices) {
            return x;
        } else {
            clr();
            //  重置 cin 状态为 ios_base::goodbit,
            //  清空输入缓冲区中的错误数据,
            //  避免输入字母造成的死循环
            cin.clear();

            cin.sync();
            cout << "输入错误，请重新输入！" << endl;
        }
    }
}

//  清屏
void clr() {
    system("CLS");
}

//  暂停
void pause() {
    system("PAUSE");
}

//  选择操作
void inputOp() {
    int r;
    while (1) {
        clr();
        r = input("-----------------------------------------------------------------\n\
            选择操作：\n\

            1.输入形状	2.查询已输入	3.复制	4.粘贴\n\
            5.删除	6.保存至文件	7.从文件读入	8.退出\n\
            -----------------------------------------------------------------", 8);
        switch (r) {
            case 1:
            //  输入形状 inputShape(); break;
            case 2:
                //  查询已输入
                if (!arr.getSize()) {
                    cout << "没有数据！" << endl;
                } else {
                    inputQuery();
                }
                break;
            case 3:
            // 复制 inputCopy(); break;
            case 4:
            // 粘贴 inputPaste(); break;
            case 5:
                //  删除
                inputDel();
                break;
            case 6:
                //  保存至文件
                saveToFile();
                break;
            case 7:
                //  从文件读入
                loadFromFile();
                break;
            case 8:
                //  退出
                exit(0);
        }
    }
}

//  保存至文件
void saveToFile() {
    ofstream fs(fname);
    int num = arr.getSize();
    fs << num << endl;
    for (int i = 0; i != num; i++) {
        arr.get(i) - >saveToFile(fs);
    }
    fs.close();
    cout << "已保存至" << fname << endl;
    pause();
}

//  从文件加载
void loadFromFile() {
    arr.clear();
    ifstream fs("D:\\dat.txt", ios: :in);
    if (!fs.good()) {
        //  发生错误，退出
        cout << "Error!" << endl;
        pause();
        return;
    }
    CShape * s;

    int shape;
    int num = 0;
    fs >> num;
    for (int i = 0; i < num; i++) {
        if (fs.eof()) {
            //  发生错误，退出
            cout << "Error!" << endl;
            pause();
            return;
        }
        shape = -1;
        fs >> shape;
        switch (shape) {
            case CShape:
                :
                SHAPE_CIRCLE:
            s = new CCircle();
            break;
        case CShape:
            :
            SHAPE_LINE:
            s = new CLine();
            break;
        case CShape:
            :
            SHAPE_POINT:
            s = new CCPoint();
            break;
        case CShape:
            :
            SHAPE_POLYGON:
            s = new CPolygon();
            break;
        case CShape:
            :
            SHAPE_RECTANGLE:
            s = new CRectangle();
            break;
        case CShape:
            :
            SHAPE_TRIANGLE:
            s = new CTriangle();
            break;
        default:
            //  发生错误，退出
            cout << "Error!" << endl;
            pause();
            return;
        }
        s - >loadFromFile(fs);
        arr.add(s);
    }
    fs.close();
    cout << "已从" << fname << "读取完成" << endl;
    pause();
}