🗊Презентация Основы программирования

ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ для специальности 230115 "Программирование в компьютерных системах" Преподаватель: к.ф-м.н., доцент Карелина Ирина Владимировна

Работа с графикой в Visual С++ Рассмотрим алгоритм создания на поверхности формы иллюстрации, фотографии или картинки, сформированных из графических примитивов (линий, прямоугольников, окружностей). Также рассмотрим принципы создания анимации. Отображение графики обеспечивает компонент PictureBox (рисунок 15.1). Подобно тому, как художник рисует на поверхности холста, программа "рисует" на графической поверхности компонента PictureBox.

Работа с графикой в Visual С++ Графическая поверхность компонента PictureBox представляет собой объект Graphics, методы которого и обеспечивают вывод графики. Таким образом, для того чтобы на поверхности компонента PictureBox появилась линия, прямоугольник, окружность или загруженная из файла иллюстрация, необходимо вызвать соответствующий метод объекта Graphics. Доступ к графической поверхности объекта (свойству Graphics) есть только у функции обработки события Paint. Поэтому сформировать (отобразить) графику может только она. Здесь следует вспомнить, что событие Paint возникает в начале работы программы, когда ее окно, а следовательно, и все компоненты появляются на экране, а также во время работы программы всякий раз, когда окно или его часть вновь появляется на экране, например, после того, как пользователь сдвинет другое окно, частично или полностью перекрывающее окно программы, или развернет свернутое окно.

Работа с графикой в Visual С++ Создается процедура обработки события Paint обычным образом: сначала надо выбрать компонент PictureBox, затем в окне Properties открыть вкладку Events и в поле события Paint ввести имя функции обработки события (или сделать двойной щелчок левой кнопкой мыши). В качестве примера в листинге 15.1 приведена функция обработки события Paint компонента PictureBox, которая в поле компонента рисует итальянский флаг. Обратите внимание: доступ к объекту Graphics обеспечивает параметр e функции обработки события.

Работа с графикой в Visual С++ Листинг 15.1. Пример обработки события Paint

Графическая поверхность в Visual С++ Графическая поверхность состоит из отдельных точек — пикселов. Положение точки на графической поверхности характеризуется горизонтальной (X) и вертикальной (Y) координатами (рисунок 15.2). Координаты точек отсчитываются от левого верхнего угла и возрастают слева направо (координата X) и сверху вниз (координата Y). Левая верхняя точка графической поверхности имеет координаты (0, 0). Размер графической поверхности формы соответствует размеру клиентской области (то есть без учета высоты области заголовка и ширины границ) формы (свойство ClientSize), а размер графической поверхности компонента PictureBox — размеру компонента.

Графическая поверхность в Visual С++ Рисунок 15.2. Координаты точек графической поверхности формы

Карандаши и кисти в Visual С++ Методы рисования графических примитивов (например, DrawLine — линия, DrawRectangle — прямоугольник, FillRectangle — область) используют ка-рандаши и кисти. Карандаш (объект Pen) определяет вид линии, кисть (объект Brush) — вид закраски области. Например, метод DrawLine(System::Drawing::Pens::Black, 10,20, 100,20); рисует из точки (10, 20) горизонтальную линию длиной 100 пикселов, используя черный (Black) карандаш из стандартного набора карандашей (Pens), а метод FillRectangle(System::Drawing::Brushes::Green, 5, 10, 20, 20); при помощи стандартной кисти зеленого (Green) цвета рисует зеленый квадрат, левый верхний угол которого находится в точке (5, 10). Карандаши и кисти определены в пространстве имен System::Drawing.

Карандаш в Visual С++ Карандаш определяет вид линии — цвет, толщину и стиль. В распоряжении программиста есть два набора карандашей: стандартный и системный. Также программист может создать собственный карандаш. Стандартный набор карандашей — это цветные карандаши (всего их 141), которые рисуют непрерывную линию толщиной в один пиксел. Некоторые карандаши из стандартного набора приведены в таблице 15.1.

Карандаш в Visual С++ Таблица 15.1. Некоторые карандаши из стандартного набора

Карандаш в Visual С++ Системный набор карандашей — это карандаши, цвет которых определяется текущей цветовой схемой операционной системы и совпадает с цветом какого-либо элемента интерфейса пользователя. Например, цвет карандаша SystemPens::ControlText совпадает с цветом, который в текущей цветовой схеме используется для отображения текста на элементах управления (командных кнопках и других), а цвет карандаша SystemPens::WindowText — с цветом текста в окнах сообщений. Карандаш из стандартного (Pens) и системного (SystemPens) наборов рисует непрерывную линию толщиной в один пиксел. Если надо нарисовать пунктирную линию или линию толщиной больше единицы, то следует использовать карандаш программиста. Карандаш программиста — это объект типа Pen, свойства которого (таблица 15.2) определяют вид линии, рисуемой карандашом.

Карандаш в Visual С++ Таблица 15.2. Свойства объекта Pen

Карандаш в Visual С++ Для того чтобы использовать карандаш программиста, его надо создать. Создает карандаш конструктор объекта Pen. Конструктор перегружаемый, то есть для объекта Pen определено несколько конструкторов, которые различаются количеством параметров. Например, конструктор Pen (Цвет) создает карандаш указанного цвета толщиной в один пиксел, а Pen (Цвет, Толщина) — карандаш указанного цвета и толщины. В качестве параметра Цвет можно использовать константу типа Color (таблица 15.3). Другие константы типа Color (а их более 100) можно найти в справочной системе. Цвет, ширину линии и стиль карандаша, созданного программистом, можно изменить. Чтобы это сделать, надо изменить значение соответствующего свойства. В листинге 15.2 приведена процедура, которая демонстрирует создание и использование карандаша программиста.

Карандаш в Visual С++ Таблица 15.3. Константы типа Color

Карандаш в Visual С++ Листинг 15.2. Создание карандаша

Карандаш в Visual С++ Программист может создать карандаш, который рисует пунктирную линию, отличную от стандартной. Чтобы это сделать, надо в свойство DashPattern поместить ссылку на массив описания отрезка линии, а свойству DashStyle присвоить значение DashStyle::Custom. Массив описания отрезка линии — это состоящий из двух элементов одномерный массив (типа float), который содержит информацию об отрезке пунктирной линии (цепочке "штрих — пропуск"). Первый элемент массива задает длину штриха, второй — пропуска. Приведенная в листинге 15.3 функция демонстрирует процесс создания карандаша, который рисует пунктирную линию, определенную программистом.

Карандаш в Visual С++ Листинг 15.3. Линия, определенная программистом

Кисть в Visual С++ Кисти используются для закраски внутренних областей геометрических фигур. Например, инструкция e->Graphics->FillRectangle(Brushes::DeepSkyBlue, x, y, w, h); рисует закрашенный прямоугольник. В приведенном примере Brushes::DeepSkyBlue — это стандартная кисть темно-небесного цвета. Параметры x, y определяют положение прямоугольника; w, h — его размер. В распоряжении программиста есть три типа кистей: стандартные, штриховые и текстурные. Стандартная кисть закрашивает область одним цветом (сплошная закраска). Всего есть 140 кистей, некоторые из них приведены в таблице 15.4. Полный список кистей можно найти в справочной системе.

Кисть в Visual С++ Таблица 15.4. Некоторые кисти из стандартного набора

Кисть в Visual С++ Штриховая кисть (HatchBrush) закрашивает область путем штриховки. Область может быть заштрихована горизонтальными, вертикальными или наклонными линиями разного стиля и толщины. В таблице 15.5 перечислены некоторые из возможных стилей штриховки. Полный список стилей штриховки можно найти в справочной системе. Таблица 15.5. Некоторые стили штриховки областей

Кисть в Visual С++

Кисть в Visual С++ В листинге 15.4 приведена функция, демонстрирующая процесс создания и использования штриховой кисти. При создании кисти конструктору передаются: константа HatchStyle, которая задает вид штриховки, и две константы типа Color, первая из которых определяет цвет штрихов, вторая — цвет фона. Листинг 15.4. Пример создания и использования штриховой кисти

Кисть в Visual С++ Текстурная кисть (TextureBrush) представляет собой рисунок, который обычно загружается во время работы программы из файла (bmp, jpg или gif) или из ресурса. Закраска области текстурной кистью выполняется путем дублирования рисунка внутри области. Листинг 15.5 демонстрирует процесс создания и использования текстурной кисти. Кисть создает конструктор, которому в качестве параметра передается текстура — имя графического файла.

Кисть в Visual С++ Листинг 15.5. Пример создания и использования текстурной кисти

Кисть в Visual С++ Возможна градиентная, в простейшем случае двухцветная, закраска области, при которой цвет закраски области меняется от одного к другому вдоль линии градиента. Чтобы закрасить область градиентом, надо создать градиентную кисть. При создании кисти конструктору передаются линия градиента и две константы, определяющие цвет градиента. Например: myBrush = gcnew System::Drawing::Drawing2D::LinearGradientBrush (Point(10,10),Point(110,10), Color::Red, Color::White); После того как градиентная кисть будет создана, ее можно использовать для закраски области: e->Graphics->FillRectangle(myBrush,10,10,100,40); Следует обратить внимание, для равномерной закраски области координаты точек линии градиента должны находиться на границе закрашиваемой области или быть вне ее.

Кисть в Visual С++ Иногда возникает необходимость, используя один и тот же градиент, закрасить несколько областей разного размера. Если попытаться закрасить область большего размера градиентной кистью меньшего размера, то область большего размера будет выглядеть так, как показано на рисунке 15.3.

Кисть в Visual С++ Чтобы область была закрашена равномерно, для нее надо создать свою (новую) градиентную кисть или трансформировать существующую. Приведенная в листинге 15.6 функция показывает, как это сделать. Она же показывает, как можно изменить цвет градиентной кисти.

Кисть в Visual С++ Листинг 15.6. Пример создания и изменения градиентной кисти

Графические примитивы в Visual С++ Любая картинка, чертеж, схема представляет собой совокупность графических примитивов: точек, линий, окружностей, дуг, текста и других. Вычерчивание графических примитивов на графической поверхности (Graphics) выполняют соответствующие методы (таблица 15.6). Таблица 15.6. Некоторые методы вычерчивания графических примитивов

Графические примитивы в Visual С++

Графические примитивы в Visual С++

Графические примитивы в Visual С++ Один и тот же элемент можно нарисовать при помощи разных, но имеющих одинаковые имена методов (вспомните: возможность объявления функций, имеющих одинаковые имена, но разные параметры, называется перегрузкой). Например, прямоугольник можно нарисовать методом DrawRectangle, которому в качестве параметров передаются координаты левого верхнего угла и размеры прямоугольника: e->Graphics->DrawRectangle(Pens::Black, x, x, w, h) Эту же задачу может решить метод DrawRectangle, которому в качестве пара-метра передается структура типа Rectangle, поля которой определяют прямо-угольник (положение и размер): Rectangle aRect = Rectangle(20,100,50,50); e->Graphics->DrawRectangle(Pens::Blue, aRect);

Графические примитивы в Visual С++ Существование нескольких методов, выполняющих одну и ту же задачу, позволяет программисту выбрать метод, наиболее подходящий для решения конкретной задачи. В качестве параметров методов вычерчивания графических примитивов часто используется структура Point. Ее поля X и Y определяют положение (коорди-наты) точки графической поверхности. Например: Point p1 = Point(10,10); Point p2 = Point(100,10); // рисуем линию из p1 в p2 e->Graphics->DrawLine(Pens::Green, p1, p2);

Линия в Visual С++ Метод DrawLine рисует прямую линию. В инструкции вызова метода следует указать карандаш, которым надо нарисовать линию, и координаты точек начала и конца линии: DrawLine(aPen, x1, y1, x2, y2) или DrawLine(aPen, p1, p2) Параметр aPen (типа Brush) задает карандаш, которым рисуется линия, x1 и y1 или p1 — точку начала линии, а x2 и y2 или p2 — точку конца линии. Параметры x1, y1, x2 и y2 должны быть одного типа (Integer или Single). Тип параметров p1 и p2 — Point. Например, инструкция e->Graphics->DrawLine(Pens::Green,10,10,300,10); рисует зеленую линию толщиной в один пиксел из точки (10, 10) в точку (300, 10).

Линия в Visual С++ Эту же линию можно нарисовать и так: Point p1 = Point(10,10); Point p2 = Point(300,10); e->Graphics->DrawLine(Pens::Green, p1, p2); Программа "График" (ее окно приведено на рисунке 15.4, а текст — в листинге 15.7) показывает использование метода DrawLine. Данные, отображаемые в окне программы, загружаются из текстового файла.

Линия в Visual С++ Рисунок 15.4. Программа "График"

Линия в Visual С++ Загружает данные из файла конструктор формы (файл данных должен находиться в папке приложения, при запуске программы в режиме отладки из среды разработки — в папке Debug). Он же выполняет обработку массива данных — ищет минимальный и максимальный элементы ряда. Конструктор также, в случае успешной загрузки данных, задает функцию обработки события Paint формы. Непосредственно вывод графика на поверхность формы выполняет функция drawDiagram. Ее вызывает функция обработки события Paint формы, а также косвенно (путем вызова метода Refresh) — функция обработки события Resize формы.

Линия в Visual С++ Листинг 15.7. График

Линия в Visual С++

Линия в Visual С++

Линия в Visual С++

Линия в Visual С++

Ломаная линия в Visual С++ Метод DrawLines рисует ломаную линию. В качестве параметров методу передается карандаш (Pen) и массив типа Point, элементы которого содержат координаты узловых точек линии. Метод рисует ломаную линию, последовательно соединяя точки, координаты которых находятся в массиве: первую со второй, вторую с третьей, третью с четвертой и так далее. Например, следующий фрагмент кода рисует ломаную линию, состоящую из четырех звеньев. array<Point>^ p; // массив точек p = gcnew array<Point>(5); p[0].X = 10; p[0].Y =50; p[1].X = 20; p[1].Y =20; p[2].X = 30; p[2].Y =50; p[3].X = 40; p[3].Y =20; p[4].X = 50; p[4].Y =50;

Ломаная линия в Visual С++ e->Graphics->DrawLines(Pens::Green,p); Метод DrawLines можно использовать для вычерчивания замкнутых контуров. Для этого первый и последний элементы массива должны содержать координаты одной и той же точки.

Прямоугольник в Visual С++ Метод DrawRectangle чертит прямоугольник (рисунок 15.5). В качестве параметров метода надо указать карандаш, координаты левого верхнего угла и размер прямоугольника: DrawRectangle(aPen, x, y, w, h);

Прямоугольник в Visual С++ Вместо четырех параметров, определяющих прямоугольник, можно указать структуру типа Rectangle: DrawRectangle(aPen, aRect); Поля X и Y структуры aRect задают координаты левого верхнего угла прямоугольника, а Width и Height — размер (ширину и высоту). Вид линии границы прямоугольника (цвет, стиль и ширину) определяет параметр aPen, в качестве которого можно использовать один из стандартных карандашей или карандаш, созданный программистом. Метод FillRectangle рисует закрашенный прямоугольник. В качестве параметров методу надо передать кисть, координаты левого верхнего угла и размер прямоугольника: FillRectangle(aBrush, x, y, w, h);

Прямоугольник в Visual С++ Вместо x, y, w и h можно указать структуру типа Rectangle: FillRectangle(aBrush, aRect); Параметр aBrush, в качестве которого можно использовать стандартную или созданную программистом штриховую (HatchBrush), градиентную (LineadGradientBrush) или текстурную (TextureBrush) кисть, определяет цвет и стиль закраски области. Далее приведен фрагмент кода (процедуры обработки события Paint), который демонстрирует использование методов DrawRectangle и FillRectangle. Rectangle aRect; // положение и размер прямоугольника // Зеленый прямоугольник размером 60х30, // левый верхний угол которого в точке (10, 10) aRect = Rectangle(10,10,60,30); // положение и размер

Прямоугольник в Visual С++ e->Graphics->FillRectangle(Brushes::ForestGreen, aRect); // Желтый прямоугольник с черной границей размером 60х30, // левый верхний угол которого в точке (100, 10) aRect.X = 100; e->Graphics->FillRectangle(Brushes::Gold, aRect); // прямоугольник e->Graphics->DrawRectangle(Pens::Black, aRect); // граница

Точка в Visual С++ Казалось бы, чего проще — нарисовать на графической поверхности точку. Но у объекта Graphics нет метода, который позволяет это сделать. Метод SetPixel есть у объекта Bitmap. Поэтому если действительно необходимо сформировать картинку из точек, придется создать объект Bitmap, сформировать на его поверхности изображение, а затем это изображение при помощи метода DrawImage вывести на графическую поверхность. Но можно поступить проще — вместо точки вывести квадрат размером в один пиксел. Например, инструкция e->Graphics->FillRectangle(Brushes::Red,x,y,1,1); рисует на графической поверхности красную точку.

Многоугольник в Visual С++ Метод DrawPolygon чертит многоугольник (контур). Инструкция вызова метода в общем виде выглядит так: DrawPolygon(aPen, p) Параметр p — массив типа Point, определяет координаты вершин многоугольника. Метод DrawPolygon чертит многоугольник, соединяя прямыми линиями точки, координаты которых находятся в массиве: первую со второй, вторую с третьей и так далее. Последняя точка соединяется с первой. Вид границы многоугольника определяет параметр aPen, в качестве которого можно использовать стандартный или созданный программистом карандаш. Закрашенный многоугольник рисует метод FillPolygon. Инструкция вызова метода в общем виде выглядит так: FillPolygon(aBrush, p)

Многоугольник в Visual С++ Параметр aBrush, в качестве которого можно использовать стандартную или созданную программистом штриховую (HatchBrush), градиентную (LineadGradientBrush) или текстурную (TextureBrush) кисть, определяет цвет и стиль закраски внутренней области многоугольника. Далее приведен фрагмент кода, который демонстрирует использование методов DrawPolygon и FillPolygon — рисует корону.

Многоугольник в Visual С++ array<Point>^ p; p = gcnew array<Point>(5); p[0].X = 10; p[0].Y =30; p[1].X = 10; p[1].Y =10; p[2].X = 30; p[2].Y =20; p[3].X = 50; p[3].Y =10; p[4].X = 50; p[4].Y =30; e->Graphics->FillPolygon(Brushes::Gold, p); e->Graphics->DrawPolygon(Pens::Black,p);

Эллипс и окружность в Visual С++ Метод DrawEllipse чертит эллипс внутри прямоугольной области (рисунок 15.6). Если прямоугольник является квадратом, то метод рисует окружность. Инструкция вызова метода DrawEllipse в общем виде выглядит так: DrawEllipse(aPen, x, y, w, h);

Эллипс и окружность в Visual С++ Параметр aPen, в качестве которого можно использовать один из стандартных карандашей или карандаш, созданный программистом, определяет вид (цвет, толщину, стиль) границы эллипса. Параметры x, y, w и h задают координаты левого верхнего угла и размер прямоугольника, внутри которого метод рисует эллипс. В инструкции вызова метода DrawEllipse вместо параметров x, y, w и h можно указать структуру типа Rectangle: DrawEllipse(aPen, aRect); Поля X и Y структуры aRect задают координаты левого верхнего угла области, внутри которой метод рисует эллипс, а поля Width и Height — размер.

Эллипс и окружность в Visual С++ Метод FillEllipse рисует закрашенный эллипс. В инструкции вызова метода следует указать кисть (стандартную или созданную программистом), координаты и размер прямоугольника, внутри которого надо нарисовать эллипс: FillEllipse(aBrush, x, y, w, h); Кисть определяет цвет и способ закраски внутренней области эллипса. Вместо параметров x, y, w и h можно указать структуру типа Rectangle: FillEllipse(aBrush, aRect);

Дуга в Visual С++ Метод DrawArc рисует дугу — часть эллипса (рисунок 15.7). Инструкция вызова метода в общем виде выглядит так: DrawArc(aPen, x, y, w, h, startAngle, sweepAngle)

Дуга в Visual С++ Параметры x, y, w и h определяют эллипс (окружность), частью которого является дуга. Параметр startAngle задает начальную точку дуги — пересечение эллипса и прямой, проведенной из центра эллипса и образующей угол startAngle с горизонтальной осью эллипса (угловая координата возрастает по часовой стрелке). Параметр sweepAngle задает длину дуги (в градусах). Если значение sweepAngle положительное, то дуга рисуется от начальной точки по часовой стрелке, если отрицательное — то против. Величины углов задаются в градусах. В инструкции вызова метода DrawArc вместо параметров x, y, w и h можно указать структуру типа Rectangle: DrawArc(aPen, aRect, startAngle, sweepAngle)

Сектор в Visual С++ Метод DrawPie рисует границу сектора (рисунок 15.8). Инструкция вызова метода выглядит так: DrawPie(aPen, x, y, w, h, startAngle, sweepAngle);

Сектор в Visual С++ Параметры x, y, w и h определяют эллипс, частью которого является сектор. Параметр startAngle задает начальную точку дуги сектора — пересечение эллипса и прямой, проведенной из центра эллипса и образующей угол startAngle с горизонтальной осью эллипса (угловая координата возрастает по часовой стрелке). Параметр sweepAngle — длину дуги сектора (в градусах). Если значение sweepAngle положительное, то дуга сектора рисуется от начальной точки по часовой стрелке, если отрицательное — против. Величины углов задаются в градусах. В инструкции вызова метода DrawPie вместо параметров x, y, w и h можно указать структуру типа Rectangle: DrawPie(aPen, aRect, startAngle, sweepAngle) Метод FillPie рисует сектор. Параметры у метода FillPie, за исключением первого, вместо которого надо указать кисть, такие же, как и у метода DrawPie.

Сектор в Visual С++ Программа "Опрос" демонстрирует использование методов DrawPie и FillPie. В ее окне в виде круговой диаграммы отображается результат опроса. Исходные данные для построения диаграммы (вопрос, варианты ответа, количество ответов на каждый из вопросов) загружаются из файла. Окно программы "Опрос" приведено на рисунке 15.9, текст — в листинге 15.8.

Сектор в Visual С++ Рисунок 15.9. Круговая диаграмма в программе "Опрос"

Сектор в Visual С++ Листинг 15.8. Круговая диаграмма

Сектор в Visual С++

Сектор в Visual С++

Сектор в Visual С++

Сектор в Visual С++

Сектор в Visual С++