高级编程技术 - 浙江大学计算机辅助设计与图形学.ppt

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1、第4章 大型综合程序范例解析,前言,目的： 通过案例解析，领略大型程序的设计思想和开发方法 ，了解程序评价标准案例： 通讯录 简单计算器 俄罗斯方块,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录范例解析简易计算器范例解析俄罗斯方块范例解析,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,问题描述：以文件的方式保存用户录入的通讯录数据 供用户查询和使用通讯录信息,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,功能分析： 记录项的基本属性：姓名、性别、住址、联系电话、电子邮件 等操作功能： 录入：操作添加一条新的记录项 删除：删除一条已经存在的记录项,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,功能分析： 修改：改变记录项的一个

2、或多个属性，并用新的记录项覆盖已经存在的记录项 查找：根据用户输入的属性值查找符合条件的记录项。,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,功能分析： 通讯录数据以文件形式存储在磁盘上，根据实际需要定义文件的存储格式；在程序运行中需要对文件进行读取操作。 程序中还要对输入数据的容错性进行检查，可以保证通讯录数据的合法性。,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,设计：程序总体结构：输入输出模块：人机交互，包括程序界面显示、用户输入响应、结果输出等 管理模块：管理模块从输入输出模块读取用户命令并进行相应的操作，包括录入、删除、修改、查找、列表等 文件操作模块：进行存储文件的读写,第4章 大型综合程序范

3、例解析,通讯录模块结构图,输入输出终端,输入输出模块,管理模块,文件操作模块,存储文件,用户输入,系统输出,文件写入,文件读出,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,界面设计 ：,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,数据结构设计： struct myrecordunsigned int num;unsigned int group;char nameMAXLEN+1;char gender;date birthday;char addressMAXLEN+1;char phoneMAXLEN+1;char emailMAXLEN+1;,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,数据结构设计： s

4、truct mydateunsigned int year;unsigned int month;unsigned int day;typedef struct mydate date;,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,数据结构设计：三个查询关键字：记录编号、组别和联系人姓名 union mysearch_entryunsigned int num;unsigned int group;char nameMAXLEN+1;typedef union mysearch_entry search_entry;,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录-函数设计,menu.c输入输出文件,第4章

5、大型综合程序范例解析,通讯录-函数设计,file.c文件处理文件,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录-函数设计,control.c控制文件,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录-程序运行示意图,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录,源程序： 略,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录范例解析简易计算器范例解析俄罗斯方块范例解析,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,问题描述： Windows操作系统提供了计算器应用程序，它有标准型和科学型两种模式，是标准的Windows图形界面应用程序，支持鼠标和键盘操作。,Windows提供的计算器,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,功能分析：

6、简单计算器是对Windows计算器的模拟，设计其功能如下： 具有加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）四则运算和求百分运算；通过鼠标输入一个数，单击S按钮还可计算该数的平方根,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,设计： 简单计算器的处理过程：首先进行图形和鼠标初始化，接着显示简单计算器外观，并接受用户的鼠标控制使用。如果单击了鼠标右键，则程序关闭图形方式并结束运行。,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,简单计算器的流程图,主程序流程：void main()GraphInit();initmouse();picture();compute ();closegraph();,第4章 大

7、型综合程序范例解析,简单计算器,界面外观 ：,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,界面设计：(1)背景采用浅蓝色，用灰色作底色和红色作前景色画一个bar3d图形，模拟立体效果；(2)第1行是数据输入和结果输出的信息显示框，使用bar函数，用黄色填充；(3)信息显示框下面是4排按钮，每排5个，同样使用bar函数。按钮被设计成有按下和弹起两种状态，初始是弹起状态；(4)在每个按钮框上显示相应的按钮标签；(5)在简单计算器下方输出使用说明和设计单位信息。,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,数据结构设计： 简单计算器没有用到复杂的数据结构，计算时定义了两个double变量u、v和一个字符

8、数组s及几个标志变量。开始使用时u和v变量分别存储第1次和第2次输入的数据，计算结果始终保存在u中。继续运算时，输入的数据存于v，并与u中的数据运算后结果保存于u中。,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,数据结构设计： 简单计算器进行加减乘除运算的函数compute()中，定义以下主要标志变量：(1) sign：表示+、-、*、/等运算符的整数变量。值为0表示当前未单击过运算符。(2) flag：输入数据时是否单击了小数点。单击了小数点，flag为1，否则为0。,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,函数设计： 简单计算器采用了结构化程序设计思想，由一个.h文件和四个.c文件组成，并

9、构造了TC工程文件来管理和生成简单计算器应用。每个源文件包含多个函数的设计，这些函数的功能设计及处理描述见下表。,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器-函数设计,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器-函数设计,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器-函数设计,简单计算器-函数设计,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器-函数设计,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器-函数设计,第4章 大型综合程序范例解析,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,源程序： 略,第4章 大型综合程序范例解析,简单计算器,测试： 关于测试方法和特殊输入的测试，针对简单计算器程序，我们可以从以下几个

10、方面来检验程序功能是否正确。1界面及按钮单击测试 检查界面布局是否合理、正确，单击按钮是否有按下再弹起效果，单击按钮的输入是否正确。,简单计算器,第4章 大型综合程序范例解析,测试：简单计算器的功能测试(1) 加、减、乘、除四则运算的测试。(2) 优先级处理的测试 单击1、+、2、* 、4、=按钮，结果是12，即不支持四则运算的优先级。因为单击*按钮时，1+2的结果3已经计算并显示在信息显示框中，此时继续计算乘4得结果12。,简单计算器,第4章 大型综合程序范例解析,测试： (3) 求平方根运算的测试 1）计算sqrt(9) 先单击9、再S按钮，看结果是否正确。 2）计算1+sqrt(9) 检

11、查是否能正确1+sqrt(9)。 通过以上测试可以基本确定计算器程序是否实现了预定的功能。,第4章 大型综合程序范例解析,通讯录范例解析简易计算器范例解析俄罗斯方块范例解析,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,问题描述： 要求支持键盘操作和7种不同类型方块的旋转变换，并且界面上显示下一个方块的提示以及当前的玩家得分,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,功能分析： 俄罗斯方块游戏需要解决的问题包括：（ 1）整个游戏界面的图形显示；（2）各种方块形状的表示；（3）如何控制方块的移动、旋转和下落速度；（4）如何判断方块是否到底；（5）如何判断一行是否填满以及如何消去填满的行；（6）如何判

12、断游戏的结束及如何终止游戏；（7）游戏难度的设计和得分规则,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,功能分析：重点:游戏面板的数据结构 :二维数组 7种形状方块的数据结构 :结构体保存每种形状方块的坐标、颜色,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,设计：程序总体结构：void main()InitializeGraph();SetTimer(newtimer); /*设置新的时钟中断*/while(1)StartGame();ProcessInGame();if(bOver) break;KillTimer();closegraph();,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,界面设

13、计 ：分为左右两个部分：左边为游戏面板右边有三个框:下一形状提示框、速度框和记分框,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,数据结构设计：定义如下的结构体来表示每一个形状：struct block int arrXY8; int nColor; int nNext;可用4*4的格子显示7种形状,并用4个数对来表示: arrXY 0、arrXY 1表示第一个数对，arrXY 2、arrXY 3表示第二个数对 。 例如, (-2,0)、(-1,0)、(0,0)、(1,0) 表示左边的方块,-1 0 1 2-3-2-10 ,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,数据结构设计：每一种形状都可以进

14、行旋转，旋转后的变形体同样可用结构体block表示。所有的7种形状和它们的旋转体（共19个）可保存在一个全局数组arrayBlock中。Block中的nNext就是当前形状逆时针旋转后的下一个形状在该全局数组中的索引。,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,数据结构设计：第一个形状和它的旋转体在arrayBlock中的表示 BLOCK arrayBlock19=/*x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4, color, next，第一种形状*/ 0,-2, 0,-1, 0, 0, 1, 0, CYAN, 1, /*第一种形状，对应图3-12的第一个*/-1, 0, 0, 0, 1,

15、-1, 1, 0, CYAN, 2, /*一种旋转体，对应图3-12的第二个*/ 0,-2, 1,-2, 1,-1, 1, 0, CYAN, 3, /*另一种旋转体，对应图3-12的第三个*/-1,-1,-1, 0, 0,-1, 1,-1, CYAN, 0, /*第三种旋转体，对应图3-12的第四个*/.,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,数据结构设计：游戏的主界面:宽10、高20的游戏板数据结构:全局数组Gameboard1222, 1表示已有方块，0表示这个位置空着。在10*20基础上各加2行、2列为了便于判断形状在移动时是否到边、到底。整个屏幕的坐标系原先为640*480。在此游

16、戏中，将16个像素定义为一个方格的边长，所以坐标系转变成为了40*30（640/16=40，480/16=30）。,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,数据结构设计：绝对坐标和相对坐标的转换 相对坐标即指在结构体block中的4对坐标 某个形状的绝对坐标：指原点方块（4*4格子中的第2列、第4行的方块）在10*20的游戏面板中的坐标,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块-程序结构 1个.h文件和4个.c文件,共20个函数;函数相互关系见右图,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块-函数设计,Timer.c文件,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块-函数设计,Drawing.c文

17、件,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块-函数设计,Util.c文件,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块-函数设计,Russia.c文件,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块重要函数算法分析,IsConfilict(int ,int,int):判断索引号为ShapeIndex的形状在坐标(x,y)是否与游戏板当前状态发生冲突：int IsConflict(int BlockIndex, int x, int y) int i;/* 对组成索引号为ShapeIndex的形状的四个方块依次判断 */ for (i=0;i10)return TRUE;/* 如果四个方块中某个方块的y坐

18、标小于1，表示整个形状还没有完全落入游戏板中。此时，没有必要对这个方块进行判断。*/if (arrayBlockBlockIndex.arrXYi+1+y1)continue;/* 如果四个方块中有任何一个方块与游戏板当前状态发生冲突，则整个形状在(x,y)处与游戏板当前状态冲突 */if( GameboardarrayBlockBlockIndex.arrXYi+xarrayBlockBlockIndex.arrXYi+1+y)return TRUE; /* 四个方块中没有任何一个方块与游戏板当前状态发生冲突，则整个形状在(x,y)处没有与游戏板当前状态冲突 */ return FALSE;,第4章 大型综合程序范例解析,俄罗斯方块,源程序： 略,