turtle(海龟作图),C++版「建议收藏」

turtle(海龟作图),C++版「建议收藏」海龟作图引言turtle来源Logo的原型来自另一个计算机语言LISP,派普特修改了LISP的语法使其更易于阅读。Logo常被称作没有括号的Lisp。Logo是一种解释型语言,和其他语言不同的是,它内置一套海龟绘图(TurtleGraphics)系统,通过向海龟发送命令,用户可以直观地学习程序的运行过程,因此很适于儿童学习。它亦适合用作数学教学。海龟绘图使得Logo用户可以通过简单的编程创作出丰富多彩的视觉效果或图案。假想一只带着画笔的海龟可以接受简单的命令,例如向前走100步,或者左转30度。

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

海龟作图

引言

turtle来源

Logo的原型来自另一个计算机语言LISP,派普特修改了LISP的语法使其更易于阅读。Logo常被称作没有括号的Lisp。

Logo是一种解释型语言,和其他语言不同的是,它内置一套海龟绘图(Turtle Graphics)系统,通过向海龟发送命令,用户可以直观地学习程序的运行过程,因此很适于儿童学习。它亦适合用作数学教学。

海龟绘图使得Logo用户可以通过简单的编程创作出丰富多彩的视觉效果或图案。假想一只带着画笔的海龟可以接受简单的命令,例如向前走100步,或者左转30度。通过对这只海龟发送命令,可以让它绘制出较为复杂的图形,例如正方形,三角形,圆等。

海龟的移动相对于它本身所在的位置。例如,命令”左90″意味着让海龟左转90度,学生可以站在海龟的角度来思考它将如何执行命令,这使得程序设计更加形象化,也更易于理解。
来自:wiki
https://zh.wikipedia.org/wiki/Logo_(%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%AF%AD%E8%A8%80)
python上直接有turtle的接口,而C++的turtle暂时还没有一个人官方的库。所以本次任务就是做一个初步的turtle接口

本次实现的功能

(1)设置海龟类型的基本操作为:
void StartTurtleGraphics()
//显示作图窗口,并在窗口内写出本人的姓名。
void StartTurtle()
//令海龟处于作图的初始状态。即显示作图窗口,并将海龟定位在窗口正中;
//置画笔状态为落笔、龟头朝向为0度(正东方向)
void PenUp()
//改变画笔状态为抬笔·从此时起,海龟移动将不在屏幕上作图。
void PenDown()
//改变画笔状态为落笔。从此时起,海龟移动将在屏幕上作图。
int TurtleHeading()
//返回海龟头当前朝向的角度。
aPoint * TurtlePos()
//返回海龟的当前位置。
void Move(intsteps)
//依照海龟头的当前朝向,向前移动海龟steps步.
void Turn(intdegrees)
//改变海龟头的当前朝向,逆时针旋转degrees度。
void MoveTTo(aPoint newPos)
//将海龟移动到新的位置newPos。如果是落笔状态,则同时作图。
void TurnTTo(float angle)
//改变海龟头的当前朝向为,从正东方向起的angle度。
void SetTurtleColor(intcolor)
设置海龟画笔的颜色为color
完成这些功能的建立,即可做出一个初步的turtle框架

具体实现

turtle.h

#pragma once
#include <graphics.h>
#include <iostream>
#include <conio.h>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <easyx.h>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <graphics.h>
using namespace std;
#define UP 0
#define DOWN 1
#define PI 3.14159
typedef int penState;        //取值UP或DOWN
typedef struct { 
    float x, y; } aPoint; //位置
typedef struct { 
   
	double heading;	//海龟头方向
	penState pen; //画笔状态
    int color;	//画笔当前颜色
	aPoint Pos; //海龟当前位置
} newTurtle;
class turtle { 
   
	public:
		//复制turtle类中的数据到另一个类中
		void copy(turtle& C);


		//显示作图窗口,并在窗口内写出本人的姓名。
		void StartTurtleGraphics();
		//令海龟处于作图的初始状态。即显示作图窗口,并将海龟定位在窗口正中;
		//置画笔状态为落笔、龟头朝向为0度(正东方向)
		void StartTurtle();
		//改变画笔状态为抬笔·从此时起,海龟移动将不在屏幕上作图。
		void PenUp();
		//改变画笔状态为落笔。从此时起,海龟移动将在屏幕上作图。
		void PenDown();
		//返回海龟头当前朝向的角度。
		int TurtleHeading();
		//返回海龟的当前位置。
		aPoint* TurtlePos();
		//依照海龟头的当前朝向,向前移动海龟steps步.
		void Move(int steps);
		//改变海龟头的当前朝向,逆时针旋转degrees度。
		void Turn(double degrees);
		//将海龟移动到新的位置newPos。如果是落笔状态,则同时作图。
		void MoveTTo(aPoint newPos);
		//改变海龟头的当前朝向为,从正东方向起的angle度。
		void TurnTTo(double angle);
		//设置海龟画笔的颜色为color
		void SetTurtleColor(int color);
	private:	
		newTurtle A;
};

turtle.cpp

#include "turtle.h"

//显示作图窗口,并在窗口内写出本人的姓名。
void turtle::StartTurtleGraphics() { 
   
	initgraph(880, 640);
	wchar_t a[]= L"输入你的姓名: ";
	outtext(a);
	wchar_t s[10];
	wcin >> s;
	outtext(s);
}

//令海龟处于作图的初始状态。即显示作图窗口,并将海龟定位在窗口正中;
//置画笔状态为落笔、龟头朝向为0度(正东方向)
void turtle::StartTurtle() { 
   
	A.Pos.x = 440;
	A.Pos.y = 320;
	A.pen = DOWN;
	A.heading = 0;
}

//改变画笔状态为抬笔·从此时起,海龟移动将不在屏幕上作图。
void turtle::PenUp() { 
   
	A.pen = UP;
}
//改变画笔状态为落笔。从此时起,海龟移动将在屏幕上作图。
void turtle::PenDown() { 
   
	A.pen = DOWN;
}
//返回海龟头当前朝向的角度。
int turtle::TurtleHeading() { 
   
	return A.heading;
}
//返回海龟的当前位置。
aPoint* turtle::TurtlePos() { 
   
	aPoint* apt = new(aPoint);
	apt->x = A.Pos.x;
	apt->y = A.Pos.y;
	return apt;
}

//依照海龟头的当前朝向,向前移动海龟steps步.
void turtle::Move(int steps) { 
   
	double x1=A.Pos.x;
	double y1=A.Pos.y;
	A.Pos.x = x1 + steps * cos((A.heading / 360) * 2 * PI);
	A.Pos.y = y1 + steps * (-1) * sin((A.heading / 360) * 2 * PI);
}
//改变海龟头的当前朝向,逆时针旋转degrees度。
void turtle::Turn(double degrees) { 
   
	A.heading += degrees;
	while (A.heading > 0) { 
   
		A.heading -= 360;
	}
}
//将海龟移动到新的位置newPos。如果是落笔状态,则同时作图。
void turtle::MoveTTo(aPoint newPos) { 
   
	if (A.pen == UP) { 
   
		A.Pos.x = newPos.x;
		A.Pos.y = newPos.y;
	}
	else if (A.pen == DOWN) { 
   
		double x1 = A.Pos.x;
		double y1 = A.Pos.y;
		A.Pos.x = newPos.x;
		A.Pos.y = newPos.y;
		line(x1, y1, A.Pos.x, A.Pos.y);
	}
}
//改变海龟头的当前朝向为,从正东方向起的angle度。
void turtle::TurnTTo(double angle) { 
   
	A.heading = angle;
}
//设置海龟画笔的颜色为color
void turtle::SetTurtleColor(int color) { 
   
	setlinecolor(color);
}

void turtle::copy(turtle& C) { 
   
	A.color = C.A.color;
	A.heading = C.A.heading;
	A.pen = C.A.pen;
	A.Pos.x = C.A.Pos.x;
	A.Pos.y = C.A.Pos.y;
}

test.cpp

#include "turtle.h"
//自行指定线段(的长度)、矩形(的长度和宽度)及圆(的半径)等参数。
//画线
turtle B;
void drawline(double length) { 
   
	turtle C;
	C.copy(B);
	C.Move(length);
	aPoint* newpos_1;
	newpos_1 = C.TurtlePos();
	aPoint newpos_2;
	newpos_2.x = newpos_1->x;
	newpos_2.y = newpos_1->y;
	B.MoveTTo(newpos_2);

}
//以乌龟当前点出发,调用drawline(),画矩形
void drawtangle(double length,double width) { 
   
	for (int i = 0; i < 2; i++) { 
   
		drawline(length);
		B.Turn(90);
		drawline(width);
		B.Turn(90);
	}
}
//以乌龟当前点出发,调用drawline(),画圆
//由于圆形只能不断逼近,所以本次采用180次分割,使肉眼见图形为圆形
//将圆分成180份,运用三角函数计算每一段的段长为2*sin(1)*r
//待优化,由于是使用line函数直接画线逼近圆,所以当半径较大时需要调整分割次数以使圆形较为圆润
//而这需要一个度量标准,即当半径多大时分割次数为多少
//还有一点问题就是当分割次数过大时,sin过小,math提供的sin函数无法满足计算
//所以画圆最为理想的解法应该为画点来做圆
void drawcircle(double r) { 
   
	double k = 2 * sin((1.0 / 360)*2.0*PI) * r;
	cout << k << endl;
	for (int i = 0; i < 180; i++) { 
   
		drawline(k);
		B.Turn(2);
	}
}
//test函数,试验海龟作图及相关函数是否正确
int main() { 
   
	B.StartTurtleGraphics();
	B.StartTurtle();
	B.PenUp();
	B.SetTurtleColor(YELLOW);
	B.PenDown();
	drawline(200);
	B.Turn(30);
	drawtangle(100, 100);
	drawcircle(200);
	aPoint pos;
	pos.x = 440;
	pos.y = 320;
	B.MoveTTo(pos);
	drawcircle(200);
	drawtangle(100, 100);
	B.PenUp();
	drawtangle(100, 100);
	while (!_kbhit()) { 
   
		;
	}
	closegraph();					// 关闭绘图窗口
	return 0;
}

待优化,由于是使用line函数直接画线逼近圆,所以当半径较大时需要调整分割次数以使圆形较为圆润,而这需要一个度量标准,即当半径多大时分割次数为多少。
还有一点问题就是当分割次数过大时,sin过小,math提供的sin函数无法满足计算。所以画圆最为理想的解法应该为画点来做圆,感兴趣的话可以自己尝试一下用点法画圆

画圆算法(Bresenham + 中点)

文末

这个turtle框架还是很粗糙的,仅供参考,希望可以给一些萌新们一些思路上的启发。如果有什么疑问,可以在讨论区讨论。
另:如果有兴趣的话可以阅读python turtle模板,写一个自己的功能强大的C++ turtle。
github上关于各种语言的turtle有很多,感兴趣的话可以下载学习。

最后

相信很多看到这个blog的都是为了写作业。我就是为了写作业才开始了解turtle的,但是搜了很多blog都没有满意的,所以就干脆自己写一个。不要谢哦!!

没有将这篇文传到下载区,我简直就是良心创作者/dog.
不要吝惜一键三连,喝水不忘挖井人嘛!

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/154095.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • webstrom激活码【中文破解版】

    (webstrom激活码)这是一篇idea技术相关文章,由全栈君为大家提供,主要知识点是关于2021JetBrains全家桶永久激活码的内容IntelliJ2021最新激活注册码,破解教程可免费永久激活,亲测有效,下面是详细链接哦~https://javaforall.net/100143.html0E14HXZ4QL-eyJsaWN…

    2022年3月28日
    161
  • linux(6)查看进程ps命令[通俗易懂]

    linux(6)查看进程ps命令[通俗易懂]ps命令Linuxps(英文全拼:processstatus)命令用于显示当前进程的状态,类似于windows的任务管理器查看所有进程ps-A显示所有进程信息,连同命令行ps-

    2022年7月30日
    6
  • 公共NTP服务器地址大全

    公共NTP服务器地址大全NTP是NetworkTimeProtocol的简称,也就是网络时间协议。而NTP服务器是可以通过网络来同步时间的服务器。Linux下使用ntpdate命令进行校时:ntpdatentp.sjtu.edu.cn· 地区 NTP服务 NTP地址 国内知名公共NTP服务器地址 ChinesePublicNTPServer 国家授时中心NTP服务器 NTSCNTPServer ntp.ntsc.ac.cn

    2022年6月12日
    68
  • linux fork函数浅析

    linux fork函数浅析

    2021年11月28日
    35
  • 微信小程序实现下载功能(以下载视频为例)「建议收藏」

    微信小程序实现下载功能(以下载视频为例)「建议收藏」一、wx.downloadFile()方法:访问视频对应的Url,回调函数返回一个该视频文件的临时路径。wx.downloadFile({url:app.serverUrl+me.data.videoInfo.videoPath,success:function(res){//只要服务器有响应数据,就会把响应内容写入文件并进入success回调,业务需要自行判断是否下载到了想要的内容

    2022年6月22日
    315
  • 程序员常说的外包公司到底是什么意思_程序员项目外包

    程序员常说的外包公司到底是什么意思_程序员项目外包程序员工作的企业有好几种类型,比如说互联网企业,传统企业,还有外包公司,这几种类型的企业不论是工作性质还是福利待遇都有差异。都说外包公司不好,今天就来说说什么是外包公司。外包公司到底是什么?为了更好地分析,我们需要了解什么是外包。外包是一种将目标,委托给其他组织的管理模型。外包有很多种,如项目外包、产品外包、工程外包等等。而我们最为关心的,则是人力资源外包。这样说比较抽象,我来举个例子。项目外包:为了完成某个项目,出于进度、成本,甚至是风险转移的考量,将项目拆分一部分(如非核心部

    2022年9月30日
    3

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号