DrawBlank第一个工程实战总结

最新推荐文章于 2022-02-05 20:56:45 发布

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本文介绍了一个小型画图软件项目的类设计过程，通过定义一个基类Figure，并派生出Circle、Line、Rect和Triangle等具体图形类，实现了不同图形的绘制功能。文章探讨了面向接口编程的重要性、类的大小计算原则及如何合理利用静态成员函数。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

最近在通过一个小的画图软件项目去学习怎么在实际项目中设计各个类以及怎么抽象接口。
以前看各种库以及别人的工程代码总是从他们用的各种设计模式去理解，但是一直都没有能够理解为什么要这么设计要这样做。直到自己去写的时候才发现很多很多自己理解的还太少。只能日积月累吧。
切记三句话：

组合优于继承
面向接口编程，不是面向实现编程
封装变换

代码：

#ifndef _FIGURE_H_
#define _FIGURE_H_
#include <string>
#include <iostream>
#include "BlackBoard.h" 
//Figure类是所有图形类的基类 定义了公共的接口以及图形的公共数据类型的结构体
class Figure 
{
public:
    struct parameter {
        int data;
        std::string description;
        };

    std::string prompt;
    //在BlackBoard &board 上展示当前图形的接口
    virtual void displayFigure(BlackBoard &board) {}
    //获得当前图形的提示字符串的接口
    virtual std::string getDescription(){return prompt;}
    //获得参数数组的长度的接口
    virtual int getArgSize(){return 0;}
    //根据传入的i获得参数数组对应第i个参数的引用
    virtual parameter& getArgData(int i){parameter temp;return temp;}
    //根据传入的i获得参数数组对应参数的描述字符串
    virtual std::string getArgDescription(int i){return prompt;}
};


class Circle :public Figure
{
public:
    struct parameter arg[3];

    Circle () {
        prompt = "请输入圆的圆心坐标和半径(x, y, radius) ：";
        arg[0].description = "Center X: ";
        arg[1].description = "Center Y: ";
        arg[2].description = "Radius: ";
        }

    virtual void displayFigure(BlackBoard &board) {
        board.DrawCircle(arg[0].data, arg[1].data, arg[2].data); 
        }

    virtual std::string getDescription(){
        return prompt;
        }

    virtual int getArgSize(){
        return sizeof(arg)/sizeof(parameter);
        }

    virtual parameter& getArgData(int i){
        return arg[i];
        }

    virtual std::string getArgDescription(int i){
        return arg[i].description;
        }
};

class Line :public Figure
{
public:
    struct parameter arg[4];

    Line() {
        prompt = "请输入线段的起点和终点坐标(x1, y1, x2, y2) ：";
        arg[0].description = "X1: ";
        arg[1].description = "Y1: ";
        arg[2].description = "X2: ";
        arg[3].description = "Y2: ";
        }

    virtual void displayFigure(BlackBoard &board) {
        board.DrawLine(arg[0].data, arg[1].data, arg[2].data, arg[3].data); 
        }

    virtual std::string getDescription(){
        return prompt;
        }

    virtual int getArgSize(){
        return sizeof(arg)/sizeof(parameter);
        }

    virtual parameter& getArgData(int i){
        return arg[i];
        }

    virtual std::string getArgDescription(int i){
        return arg[i].description;
        }
};

class Rect :public Figure
{
public:
    struct parameter arg[4];

    Rect() {
        prompt = "请输入矩形的左上角和右下角坐标(x1, y1, x2, y2) ：";
        arg[0].description = "Left: ";
        arg[1].description = "Top: ";
        arg[2].description = "Right: ";
        arg[3].description = "Bottom: ";
        }

    virtual void displayFigure(BlackBoard &board) {
        board.DrawLine(arg[0].data, arg[1].data, arg[0].data, arg[3].data); 
        board.DrawLine(arg[0].data, arg[3].data, arg[2].data, arg[3].data); 
        board.DrawLine(arg[2].data, arg[3].data, arg[2].data, arg[1].data); 
        board.DrawLine(arg[2].data, arg[1].data, arg[0].data, arg[1].data);
        }

    virtual std::string getDescription(){
        return prompt;
        }

    virtual int getArgSize(){
        return sizeof(arg)/sizeof(parameter);
        }

    virtual parameter& getArgData(int i){
        return arg[i];
        }

    virtual std::string getArgDescription(int i){
        return arg[i].description;
        }
};

class Triangle: public Figure{
    public:
    struct parameter arg[6];

    Triangle() {
        prompt = "请输入三角形的三个顶点坐标(x1, y1, x2, y2, x3, y3) ：";
        arg[0].description = "x1: ";
        arg[1].description = "y1: ";
        arg[2].description = "x2: ";
        arg[3].description = "y2: ";
        arg[4].description = "x3: ";
        arg[5].description = "y3: ";
        }

    virtual void displayFigure(BlackBoard &board) {
        board.DrawLine(arg[0].data, arg[1].data, arg[2].data, arg[3].data); 
        board.DrawLine(arg[0].data, arg[1].data, arg[4].data, arg[5].data); 
        board.DrawLine(arg[2].data, arg[3].data, arg[4].data, arg[5].data); 
        }

    virtual std::string getDescription(){
        return prompt;
        }

    virtual int getArgSize(){
        return sizeof(arg)/sizeof(parameter);
        }

    virtual parameter& getArgData(int i){
        return arg[i];
        }

    virtual std::string getArgDescription(int i){
        return arg[i].description;
        }
    };
#endif // #ifndef _FIGURE_H_

我的想法是构建一个所有图形的基类，这个基类通过虚函数的方式给出了所有图形的公共接口。
我所面对的问题就是，设计这个类的时候将太多的信息放在了图形这个类当中，虽然可以通过各个不同的派生类可以很好的得到具体的实现但是全部都冗杂在图形这个类显得代码过于复杂，下一步需要考虑将功能拆分，设置新的类去管理图形的提示信息等等。

遇到的问题：

1.首先是switch的问题:

while(-1!=input_type) {
        switch(input_type) {
        case 0: {
            Line* figureObj = new Line;
            addFigure(figureObj);
            break;
            }
        case 1: {
            Rect* figureObj = new Rect;
            addFigure(figureObj);
            break;
            }
        case 2: {
            Circle* figureObj = new Circle;
            addFigure(figureObj);
            break;
            }
        case 3: {
            Triangle* figureObj = new Triangle;
            addFigure(figureObj);
            break;
            }
        default:
            std::cout<< "请输入正确的值。";
        }

这里是根据用户输入的不同的input_type通过switch确定要创建的图形对象。
如果不将每个case加上化括弧，就会出现以下的错误：
这里写图片描述
问题就是：语句可能没有被执行到（执行其他case了）导致变量没有初始化而导致接下来的错误，所以需要把变量放到switch前面声明初始化，如果不想把初始化放在switch前面，还有一个解决方法，在swith中定义内部变量加括号，就可以了。

2.对于一个类静态成员函数的使用：
首先下面是图形管理的类的定义：

class FigureManager
{
public:
    std::vector<Figure*> figureList;

    static FigureManager &handle()
    {
        static FigureManager manager; 
        return manager; 
    }

    // FigureManager类析构函数
    virtual ~FigureManager() { }

    // FigureManager类接口.
public:
    void input(std::istream &is); 
    void display(BlackBoard &board); 


}; // class FigureManager类定义结束.

这个类的设计有个特点：采用一个public静态方法handle() 去得到一个静态图形管理的对象manager
这个manager对于这个类是共享的独一份的，所以通过类名就直接可以得到这个对象：FigureManager::handle()。因为是静态成员函数，所以不用任何的实例对象就可以调用这个函数，这是属于类的方法。

//这里设置了一个添加图像到FigureManager 实例对象的figureList容器当中的函数
void addFigure(Figure* figure) {
        cout <<figure->getDescription()<< endl;

        for(int i=0;i<(figure->getArgSize());i++) {
            std::cout << figure->getArgDescription(i) << endl; 
            std::cin >> (figure->getArgData(i)).data; 
        }
        FigureManager::handle().figureList.push_back(figure);
}

对于类的大小可以看这篇文章：
http://blog.youkuaiyun.com/taiyang1987912/article/details/38079317
１．为类的非静态成员数据的类型大小之和．
２．有编译器额外加入的成员变量的大小，用来支持语言的某些特性（如：指向虚函数的指针、虚继承、多重继承）．
３．为了优化存取效率，进行的边缘调整．
４. 与类中的构造函数，析构函数以及其他的成员函数无关．
5. 私有继承，会去继承之前的私有成员变量么？会…在内存中仍然分配相应的空间，只是在子类中是不可见的！
6. 在做多层次的继承类大小时某个子类的类大小总是等于父类的大小加上子类中数据成员和是否有虚函数，是否是虚继承等因素来决定。
而类的静态成员在编译的时候就被分配到全局区不属于这个类。

3.对于sizeof()这个函数：
sizeof()这个函数求是当前这个类型所占的字节数。
在对一个数组求sizeof()的时候求的是数组总字节数如果需要得到数组的元素个数需要再除以每个元素的大小sizeof(arg)/sizeof(parameter);