Классы в C++ Задача 1

Уважаемые читатели, переходим к очень важной теме: реализация классов на языке C++, на этот раз код будет достаточно большим, поэтому напомню, что в конце статьи, впрочем как и всегда, вас ждет готовый исходник, написанный под Windows.

Переходим к заданию:

Составить описание класса прямоугольников со сторонами, параллельными осям координат. Предусмотреть возможность перемещения прямоугольников на плоскости, изменения размеров, построения наименьшего прямоугольника, содержащего два заданных прямоугольника, и прямоугольника, являющегося общей частью (пересечением) двух прямоугольников.
Написать программу, демонстрирующую работу с этим классом. Программа должна содержать меню, позволяющее осуществить проверку всех методов класса.

О том, что такое классы в C++, достаточно хорошо написано здесь. А наша задача заключается в том, чтобы понять как эти классы реализуются, а также, что можно с ними делать, конечно, на нашем примере. Что ж начнем:

#include <conio.h>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

class Rectangle {
        private:
                double x1, x2, y1, y2, dx, dy,r;
        public:
                // Конструктор с 4 параметрами
                Rectangle(double a, double b, double c, double d) : x1(a), x2(b), y1(c), y2(d)       {       }
                // Конструктор по умолчанию
                Rectangle(): x1(2), x2(5), y1(2), y2(0)  {       }
                ~Rectangle() { } // Деструктор

                void Input(); // метод ввода с клавиатуры
                void Result(); // метод вывода на экран
                void Peremeshenie(); // перемещение
                void Size(); // изменение размера
                void Minimal(); // построение минимального
                void Сross(); // пересечение 2 прямоугольников
};

Ну, для начала подключим стандартные библиотеки и пространство имен. Далее уже идет само объявление класса rectangle (от англ. прямоугольник). В объявлении класса необходимо написать конструктор по умолчанию — это означает, что когда в main мы создадим какой либо объект класса, то по умолчанию он заполнится стандартными значениями, которые мы указали.

Конструктор с параметрами — соответственно, когда мы будем создавать объект в том же main, мы можем сразу же указать какие значения мы хотим для координат нашего прямоугольника. Далее идет деструктор, который по своей сути ничего не делает (в данной задаче), но в классах C++ он необходим.

После этого мы объявили несколько функций, подобно тому как мы это делали чуть ранее, когда говорили про функции в C++ на примере динамических массивов. И, отмечу, что функции, которые объявляются в классе, принято называть методами класса, и в будущем мы будем говорить именно о методах класса.

Также не забудем про объявление переменных в разделе private. Так как это раздел private, то обращаться к этим переменным могут только методы этого класса, в других местах программы это невозможно.

И еще кое что: так как в прямоугольнике 4 точки, то соответственно требуется 8 координат (по 2 на точку) — 8 переменных, в нашей же программе используется всего 4 переменные: 2 координаты по Х (левые и правые точки) и 2 координаты по Y (нижние и верхние точки). Так можно сделать, учитывая, что в задании сказано, что стороны прямоугольника параллельны осям координат.

void rectangle::Input() {
        cout << "Введите координату х левых точек" << endl;
        cin >> x1;
        cout << "Введите координату y верхних точек" << endl;
        cin >> y1;
        cout << "Введите координату х правых точек" << endl;
        cin >> x2;
        cout << "Введите координату y нижних точек" << endl;
        cin >> y2;
}

void rectangle::Result() {
        cout << "Вы ввели следующие координаты прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x1 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x2 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x2 << "," << y2 << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x1 << "," << y2 << ")" << endl;
}

Далее начинаем описывать наши методы. Начнем сразу с 2 простых: ввод и вывод. Думаю, что если вы изучаете классы в C++, то эта часть кода для вас очень проста.

void rectangle::Peremeshenie() {
        cout << " На сколько единиц вы хотите переместить прямоугольник по оси X ?" << endl;
        cin >> dx;
        cout << " На сколько единиц вы хотите переместить прямоугольник по оси Y ?" << endl;
        cin >> dy;
        cout << "Получились следующие координаты прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x1+dx << "," << y1+dy << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x2+dx << "," << y1+dy << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x2+dx << "," << y2+dy << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x1+dx << "," << y2+dy << ")" << endl;
}

void rectangle::Size() {
        cout << " Во сколько раз изменяем размер прямоугольника ?" << endl;
        cin >> r;
        cout << "Получились следующие координаты прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x1 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x2*r << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x2*r << "," << y2 << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x1 << "," << y2 << ")" << endl;

}

Помните в начале я говорил, что код будет большим, так вот, поздравляю вас, мы пересекли экватор. Ну что, еще 2 метода в этой части кода: перемещение прямоугольника и изменение его размеров. Оба метода реализуются просто: мы спрашиваем у пользователя на сколько или во сколько раз нужно переместить или увеличить наш прямоугольник. А затем выдаем ему уже новые координаты прямоугольника.

void rectangle::Minimal() {
        double x3 , x4 , y3 , y4 , x_min = x1, x_max = x1, y_min = y1,y_max = y1;
        cout << " 2 прямоугольник:" << endl;
        cout << "Введите координату х левых точек" << endl;
        cin >> x3;
        cout << "Введите координату y верхних точек" << endl;
        cin >> y3;
        cout << "Введите координату х правых точек" << endl;
        cin >> x4;
        cout << "Введите координату y нижних точек" << endl;
        cin >> y4;
        cout << endl;
        cout << "Вы ввели следующие координаты 1 прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x1 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x2 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x2 << "," << y2 << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x1 << "," << y2 << ")" << endl;
        cout << endl;
        cout << "Вы ввели следующие координаты 2 прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x3 << "," << y3 << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x4 << "," << y3 << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x4 << "," << y4 << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x3 << "," << y4 << ")" << endl;
        cout << endl;
        double A[4]= {x1,x2,x3,x4}, B[4]= {y1,y2,y3,y4};
        for(int i = 0; i < 4; i ++)
    {
        if(x_max < A[i])
        {
            x_max = A[i];
        }
        if(y_max < B[i])
        {
            y_max = B[i];
        }
        if(x_min > A[i])
        {
            x_min = A[i];
        }
        if(y_min > B[i])
        {
            y_min = B[i];
        }
    }
        cout <<" Наименьший прямоугольник содержащий оба предыдущих имеет следующие координаты: " << endl;
        cout << " A:" << "(" << x_min << "," << y_max << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x_max << "," << y_max << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x_max << "," << y_min << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x_min << "," << y_min << ")" << endl;
}

А вот это уже что то слишком здоровое! Я не стал разбивать на блоки этот ОДИН метод, чтобы у вас была цельная картина.

Принцип метода: для начала просим пользователя задать координаты второго прямоугольника, так как для этого метода их нужно 2. Затем все это выводим на экран, далее, записываем координаты по X и Y соответственно в массивы. Зачем нам тут массивы — сейчас увидите, для начала, на картинке:

Так вот, чтобы найти координаты прямоугольника, содержащего оба заданных прямоугольника, нужно взять минимальные и максимальные координаты по X и по Y. Именно это мы и находим, перебирая наши массивы в цикле. Затем уже выводим полученные координаты общего прямоугольника.

Последний метод:

void rectangle::Сross() {
        double x3 , x4 , y3 , y4 , x_min = x1, x_max = x1, y_min = y1,y_max = y1, x1_sred,x2_sred,y1_sred,y2_sred;
        cout << " 2 прямоугольник:" << endl;
        cout << "Введите координату х левых точек" << endl;
        cin >> x3;
        cout << "Введите координату y верхних точек" << endl;
        cin >> y3;
        cout << "Введите координату х правых точек" << endl;
        cin >> x4;
        cout << "Введите координату y нижних точек" << endl;
        cin >> y4;
        cout << endl;
        cout << "Вы ввели следующие координаты 1 прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x1 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x2 << "," << y1 << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x2 << "," << y2 << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x1 << "," << y2 << ")" << endl;
        cout << endl;
        cout << "Вы ввели следующие координаты 2 прямоугольника:" << endl;
        cout << " A:" << "(" << x3 << "," << y3 << ")" << endl;
        cout << " B:" << "(" << x4 << "," << y3 << ")" << endl;
        cout << " C:" << "(" << x4 << "," << y4 << ")" << endl;
        cout << " D:" << "(" << x3 << "," << y4 << ")" << endl;
        cout << endl;
        double A[4]= {x1,x2,x3,x4}, B[4]= {y1,y2,y3,y4};
        for(int i = 0; i < 4; i ++)
    {
        if(x_max < A[i])
        {
            x_max = A[i];
        }
        if(y_max < B[i])
        {
            y_max = B[i];
        }
        if(x_min > A[i])
        {
            x_min = A[i];
        }
        if(y_min > B[i])
        {
            y_min = B[i];
        }
    }
        

        for(int i = 0; i < 4; i ++)
        {
                if((A[i] != x_max) && (A[i] != x_min))
                {
                        x1_sred = A[i];
                        break;
                }
        }
        for(int i = 0; i < 4; i ++)
        {
                if((A[i] != x_max) && (A[i] != x_min) && (A[i] != x1_sred))
                {
                        x2_sred = A[i];
                        break;
                }
        }
        for(int i = 0; i < 4; i ++)
        {
                if((B[i] != y_max) && (B[i] != y_min))
                {
                        y1_sred = B[i];
                        break;
                }
        }
        for(int i = 0; i < 4; i ++)
        {
                if((B[i] != y_max) && (B[i] != y_min) && (B[i] != y1_sred))
                {
                        y2_sred = B[i];
                        break;
                }
        }
                cout <<" Прямоугольник на пересечении двух предыдущих имеет следующие координаты: " << endl;
cout << " A:" << "(" << x1_sred << "," << y2_sred << ")" << endl;
cout << " B:" << "(" << x2_sred << "," << y2_sred << ")" << endl;
cout << " C:" << "(" << x2_sred << "," << y1_sred << ")" << endl;
cout << " D:" << "(" << x1_sred << "," << y1_sred << ")" << endl;

}

Логика этого метода, аналогична предыдущему методу. Только вместо минимальных и максимальных координат, мы используем серединные координаты, для того чтобы определить координаты прямоугольника на пересечении. И, конечно, если вы зададите прямоугольники, которые не пересекаются, то у вас возникнет ошибка, значения вы получите, но они не будут верными.

И наконец перейдем к main:

int main()
{
        setlocale(LC_ALL, "Russian");
        cout << "Ну че поехали!" << endl;
        cout << "Прямоугольники \n"
        "Справка: \n 1 - Ввод данных \n 2 - Вывод \n 3 - Перемещение \n 4 - изменение размера\n"
        " 5 - Минимальный прямоугольник содержащий 2 заданных\n 6 - Прямоугольник получившийся на пересечении 2

заданных\n 0 - выход\n" << endl;
        Rectangle ObjectA; // Создаем объект без параметров, то есть будет использован конструктор по умолчанию
        char Control;
                cout << ">";
                cin >> Control;


                switch (Control)
                {

                        case '1': 
                                ObjectA.Input();
                                cout << ">";
                                cin >> Control;
                        case '2': 
                                ObjectA.Result();
                                cout << ">";
                                cin >> Control;
                        case '3': 
                                ObjectA.Peremeshenie();
                                cout << ">";
                                cin >> Control;
                        case '4': 
                                ObjectA.Size();
                                cout << ">";
                                cin >> Control;
                        case '5': 
                                ObjectA.Minimal();
                                cout << ">";
                                cin >> Control;
                        case '6': 
                                ObjectA.Сross();
                                cout << ">";
                                cin >> Control;
                        case '0': break;
                }

return 0;
}

Напомню, что нам нужно было реализовать меню. В моей программе оно реализовано через switch, но главное, чтобы это было похоже на меню, и при нажатии клавиши выполнялся соответствующий метод. Именно это и реализовано.

На этом сегодня все, кто дочитал от начала до конца, тот просто молодец! И, конечно, не забудьте скачать исходники.

Скачать исходники