北邮程序设计实践——画图

程序设计实践

设 计 报 告

课题名称：实验一画图程序

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北京邮电大学信息与通信工程学院

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

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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

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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

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[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

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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);

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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

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{

extern COLORREF mmcolor;

for (int i=0;i{

Point x =vector1[i];

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：

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void myline(GraphicWindow & cwin) //画线

{

extern int WIDTH;

extern COLORREF mmcolor;

for (int i=0;i{

Point be =vector1[i];

Point x1(cwin.disp_to_user_x(be.get_x()),cwin.disp_to_user_y(be.get_y()));

if(i+1{Point en=vector1[i+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);

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cwin<}

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()));

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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;

cwin<}

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

{

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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);

cwin<}

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。

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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);

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double r=sqrt(c);

TCircle tcir(x1 ,r);

Circle cir(x1,r);

cir.SetColor(mmcolor);

if(RORTR==1)

cwin<else

cwin<}

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

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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

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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

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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

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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：①vector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。②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的地方，需要之后进行深入学习，争取全面理解。

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4.3心得体会

通过本次画图程序实验，对Windows编程有了更多的了解，提升了自己调试程序的能力。当面临一种新的内容时，不可避免会产生不解。但是只要耐心一点一点找到头绪便不难弄懂。在具体编程中遇到一些问题比如画圆的实现，以及线条粗细等，通过查阅资料和同学讨论最终迎刃而解，那种感觉是美妙的。但程序中仍存在一些不足的地方需要后续改进。

5. 参考文献

[1]徐惠民等编著，《C++高级语言程序设计》，[TP]人民邮电出版社，2011版

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