Семакин И.Г., Шестаков А.П. Основы программирования

Подождите немного. Документ загружается.

Driver:

= VGA;{драйвер}

Mode:

= VGAHi;{режим работы}

InitGraph(Driver,Mode,'С:\TP\BGI');

Здесь указывается, что файл

egavga.bgi

с драйвером для VGA-

монитора находится в каталоге C:\TP\BGI. Режим VGAHi соот-

ветствует графической сетке 640x480 с палитрой из 16 цветов.

Возможно также автоматическое определение типа драйвера и

установка режима. Этот прием позволяет программе работать с

разными типами мониторов, не внося изменений в текст:

Driver:=Detect;

InitGraph(Driver,Mode,'C:\TP\BGI');

При этом автоматически устанавливается режим с наибольшей

разрешающей способностью и цветностью. После окончания работы

в графическом режиме следует вернуться в текстовый режим экрана.

В модуле Graph процедура возвращения в текстовый режим

имеет заголовок:

Procedure CloseGraph;

Цвет фона и цвет рисунка. На цветном мониторе можно менять

окраску экрана. Установленная окраска экрана называется цветом

фона. Рисунок на этом фоне наносится с помощью разнообраз-

ных линий: прямых, окружностей, прямоугольников, ломаных и

т.д.

Цвета этих линий также могут меняться.

В табл. П2.2 приложения 2 приведены имена констант, опреде-

ляющих 16 цветов палитры для мониторов типа EGA, VGA.

Заголовок процедуры установки цвета фона:

Procedure SetBkColor(Color:

Word);

Здесь Color — выражение целого типа, определяющее номер

цвета фона.

Заголовок процедуры установки цвета линий:

Procedure SetColor(Color:

Word);

Заметим, что если в качестве номера цвета линии указывает-

ся 0, то это всегда совпадает с цветом фона (невидимая линия).

Если необходимо очистить графический экран (стереть рису-

нок),

то для этого используется процедура очистки экрана.

Заголовок процедуры очистки экрана:

Procedure ClearDevice;

В результате выполнения этой процедуры экран заполняется

установленным цветом фона.

Графические координаты. Положение каждого пикселя графи-

ческой сетки однозначно определяется указанием его координат.

Графические оси координат рас- О X 640

положены на экране так, как по- 0

азано на рис. 31.

Горизонтальная ось ^направ-

лена слева направо, вертикаль-

лая ось Y— сверху вниз. На ри-

сунке указаны предельные гра- у

фические координаты, соответ-

ствующие режиму VGAHi.

Можно определить макси- ^80

мальные координаты по осям,

соответствующие данному драй-

веру. Это делается с помощью двух целочисленных функций:

Function GetMaxX;

Function GetMaxY;

Графическое окно. Область вывода изображения может быть ог-

раничена любым прямоугольником в пределах экрана. Такая об-

ласть называется графическим окном. Существует процедура, ус-

танавливающая положение графического окна на экране.

Заголовок процедуры назначения графического окна:

Procedure SetViewPort(XI,Y1,X2,Y2: Integer;

Clip:

Boolean);

Здесь (XI, Yl) — координаты левого верхнего угла окна;

(Х2,

Y2)

—

координаты правого нижнего угла окна; clip

—

огра-

ничитель фигур; если ciip=True, то все построения производят-

ся только в пределах окна, в противном случае они могут выхо-

дить за его пределы.

После установки окна координаты точек внутри него отсчиты-

ваются от верхнего левого угла.

Существует понятие графического курсора (по аналогии с сим-

вольным курсором). Но в отличие от символьного курсора графи-

ческий курсор на экране не виден. Графический курсор указывает

на текущую позицию на экране. При входе в графический режим

координаты текущей позиции равны (0, 0).

Процедура назначения координат графического курсора:

Procedure MoveTo(X,Y: Integer);

Здесь х,

Y —

устанавливаемые координаты курсора. Координа-

ты указываются относительно левого верхнего угла окна или, если

окно не установлено, экрана.

Процедура поставить точку — основная процедура получения

изображения, поскольку любой рисунок складывается из точек.

Состояние светящейся точки определяется координатами точки

на экране и цветом точки.

HX,Y)

Заголовок процедуры выставления точки на графическом экране:

Procedure PutPixel(X, Y: Integer; Color: Word);

Здесь X,

— координаты точки, Color — цвет точки.

Пример 1. Следующая программа устанавливает по центру эк-

рана графическое окно размером 100х 100, заливает его желтым

фоном и заполняет синими точками, расположенными через

4 позиции.

Uses Graph;

Var Driver,Mode: Integer;

X,Y,Xl,Yl,X2,Y2,Xc,Yc: Integer;

Begin

{Инициализация графического режима}

Driver:=Detect;

InitGraph(Driver, Mode,

'C:\TP\BGI');

{Определение координат центра экрана}

Xc:=GetMaxX Div 2;

Yc:=GetMaxY Div 2;

{Определение координат графического окна}

Х1:=Хс-50;

Yl:=Yc-50;

Х2:=Хс+50;

Y2:=Yc+50;

{Установка графического окна}

SetViewPort(XI,Yl,X2,Y2,True);

{Установка цвета фона и очистка экрана}

SetBkColor(Yellow);

ClearDevice;

{Расстановка точек в окне}

For X:=l То 25 Do

For Y:=l To 25 Do

PutPixel(4*X,4*Y,Blue);

{Задержка изображения на экране до нажатия

<ENTER>}

ReadLn;

{Выход из графического режима в символьный}

CloseGraph;

End.

Графические примитивы. Хотя любое изображение можно пост-

роить из точек, но программировать получение сложного рисунка

или чертежа, используя только процедуру поставить точку, было

бы слишком неудобно и громоздко. В любом графическом пакете

существуют процедуры рисования основных геометрических фи-

гур:

прямых линий, окружностей, эллипсов, прямоугольников и

т.

п. Такие фигуры называют

графическими

примитивами.

Рассмотрим несколько основных процедур рисования графи-

ческих примитивов, имеющихся в модуле Graph.

Линия с заданными координатами концов {XI, Y1) и (Х2, Y2):

Procedure Line(XI,Yl,Х2,Y2:

Integer);

Линия от текущей точки до точки с координатами X, Y:

Procedure LineTo(X,Y: Integer);

Линия от текущей точки до точки с заданными приращениями

координат

DX, DY:

Procedure LineRel(DX,DY:

Integer);

Прямоугольник с заданными координатами верхнего левого угла

(XI, Y1) и нижнего правого угла (Х2, Y2):

Procedure Rectangle(XI,Y1,X2,Y2: Integer);

Окружность

центром

в точке (X,

Y) и радиусом

R — в пикселях:

Procedure Circle(X,Y: Integer; R:

Word);

Дуга окружности с

центром

в точке (X, Y), радиусом R, началь-

ным углом BegA

конечным углом

EndA. Углы измеряются в градусах

против часовой стрелки от направления оси X.

Procedure Arc(X,Y: Integer; BegA,EndA,R:

Word);

Эллипсная дуга с центром в точке X,Y с начальным и конечным

углами BegA и EndA,

горизонтальным

радиусом RX и вертикальным

радиусом RY:

Procedure Ellipse(X,Y: Integer; BegA,EndA,RX,RY:

Word);

Пример 2. Составим программу, рисующую голову робота

(рис.

32).

Рисунок содержит два прямоуголь-

ника, две окружности, две дуги, эл- 100 150 250 300

липе, три прямые линии и две крас- 100

ные точки. Заранее определяются все

координаты и размеры элементов ри-

сунка.

Uses Graph;

Var Driver,Mode: Integer;

Begin

{Инициализация

графического режима)

Driver:=Detect;

InitGraph(Driver,

Риг 49

Mode,'C:\TP\BGI');

SetColor(White);{белый цвет рисунка}

SetBkColor(Black);{черный цвет фона}

Rectangle(100,100,300,300);{голова}

Circle(150,170,30);{левый глаз}

Circle(250,170,30);{правый глаз}

Arc(150,170,45,135,40);{левая бровь}

Arc(250,170,45,135,40);{правая бровь}

Ellipse(200,250,0,359,10,20);{нос}

Rectangle(130,280,27 0,2 90);{рот}

MoveTo(100,300);{установка вниз влево}

LineTo(50,350);{три}

LineTo(350,350);{линии}

LineTo(300,300);{шеи}

PutPixel(150,170,Red);{левый зрачок}

PutPixel(250,170,Red);{правый зрачок}

ReadLn;{задержка}

CloseGraph;{выход из графики}

End.

В приведенном примере все линии рисуются сплошными и

стандартной толщины. Модуль Graph позволяет управлять сти-

лем линии (сплошная, пунктирная, точечная и т.п.) и толщи-

ной. Для этого существует процедура SetLineStile (см. прило-

жение 2).

Закраски и заполнения. Среди графических примитивов суще-

ствуют закрашенные области. Цвет закраски определяется про-

цедурой SetColor. Кроме того, можно управлять рисунком зак-

раски (типом заполнения). Это может быть сплошная закраска,

заполнение редкими точками, крестиками, штрихами и т.п.

табл.

П2.3 приложения 2 описаны константы для указания типа

заполнения.

Процедура определения типа заполнения

(Fill) и

цвета

заполне-

ния (Color) имеет следующий заголовок:

Procedure

SetFillStyle(Fill,

Color:

Word);

Заполненная прямоугольная область

заданными координата-

ми углов:

Procedure Bar(XI,Yl,X2,Y2:

Integer);

Обведенный линией

(SetLineColor, SetLineStyle) и

закрашенный

(SetFillStyle) эллипс:

Procedure FillEllips(X,Y,RX,RY:

Integer);

Обведенный линией

закрашенный эллипсный

сектор:

Procedure Sector(X,Y: Integer;

BegA,EndA,RX,RY:

Word);

Обведенный

линией и закрашенный сектор окружности:

procedure PieSlice(X,Y:Integer; BegA,EndA:

Word);

Наконец, можно закрасить любую область, ограниченную зам-

клутой линией. Для этого нужно указать какую-нибудь точку внутри

этой области (X, Y) и цвет граничной линии (Border). Соответству-

ющая процедура выглядит следующим образом:

Procedure FloodFill(X,Y: Integer; Border:

Word);

Модуль Graph позволяет выводить на графический экран тек-

сты.

Мы не будем сейчас детально обсуждать эту проблему, необ-

ходимую информацию можно найти в соответствующей литера-

туре.

Приведем лишь пример одной текстовой процедуры, с по-

мощью которой выводится в графическое окно символьная строка

(Txt),

начиная с указанной позиции (X, Y).

Procedure OutTextXY(X,Y: Integer; Txt:

String);

Например, чтобы вывести под нашим рисунком строку «ЭТО

РОБОТ», следует в программу добавить оператор

OutTextXY(195,400,'ЭТО РОБОТ');

Как построить график функции. Одним из приложений компь-

ютерной графики является наглядное представление результатов

математических расчетов. Графики функций, диаграммы, линии

уровней распределения пространственных зависимостей и т.п. де-

лают результаты расчетов обозримее, нагляднее, понятнее.

Мы рассмотрим лишь один простейший вариант математичес-

кой графики — построение графика функции.

Требуется составить программу построения на экране дисплея

графика функции

У = F(x).

Решение этой задачи удобно проводить в следующем порядке:

Определить границы значений аргумента, в пределах кото-

рых будет строиться график. Обозначим их следующим образом:

•^min

—

нижняя граница, Х

тт

— верхняя граница.

Для данной области значений аргумента определить предель-

ные значения функции:

min

maii

Эти значения необязательно

должны быть точными. Они могут быть оценочными снизу и сверху

соответственно.

Задать границы графического окна, в пределах которого бу-

дет рисоваться график: [Xg

min

[Yg

min

Поскольку в

графических координатах вертикальная ось направлена вниз, то

••omin ' 'Emax-

Таким образом, мы имеем две системы координат: (X, Y), ко-

торую назовем системой математических координат (в литературе

чаще используют термин «мировые координаты»), и (Xg, Yg) ^

систему графических координат. Нетрудно получить формулу, свя-

зывающую графические и математические координаты:

Xg = Ag

min

Yg =

- Xg

mm ( v v \

\Л - Л

min

)

Y _ Y

^ max ^ min

V V V

min^

Здесь квадратные скобки означают округление до целого зна-

чения (функция Round).

Построение графика функции может производиться либо то-

чечным методом, либо кусочно-линейным. При первом способе

график строится как последовательность точек, расположенных

максимально близко. Производится «попикселевый» перебор зна-

чений аргумента в интервале

[Xg

mln

m:iX

]

с выставлением точек с

соответствующими координатами Y.

При кусочно-линейном методе задается шаг ДХи рассчитыва-

ется последовательность значений (X

Y):

X^X^+i-AX,

F(X,),

—

У .

/ = 0, 1, ..., п, п

••

АХ

График строится в виде отрезков прямых, проведенных через

точки (X

Y,),

i+U

Пример 3. Составим программу построения графика функции

у = sin х

для хе [0; 2л], используя первый (точечный) метод.

Из условия задачи следует, что

min

тт

2л. В этих преде-

лах функция sin х меняется от -1 до 1. Поэтому

min

= -1,

max

Выберем следующие границы графического окна:

min

=\0; Xg

max

=200;

min

=140;

max

=40.

График строится в виде последовательности точек с математи-

ческими координатами

X, =

min

+ /

•

A; Y, = sin(*,); / = 0, ...,190.

Шаг

выбирается минимально возможным, соответствующим

шагу графической сетки:

л _ ^max ~ ^min _ 2л _ Л

max

min

190 95

Приведенные выше формулы перевода математических коор-

динат в графические примут вид:

Xg = 10 +

200 - 10

2я

= 140 +

40 -140

(У + 1) 90 -

[50Y].

Вместе с графиком функции строятся оси координат. Ось X

имеет координату

Yg=

90, ось

Y —

координату

Xg =

10.

Uses Graph;

Var Driver,Mode: Integer;

X: Real; Xg,Yg,I: Integer;

Begin

{Инициализация графического режима}

Driver:=Detect;

InitGraph(Driver,Mode,'C:\TP\BGI');

SetColor (White) ; {белый цвет линий}

SetBkColor(Black);{черный цвет фона}

Line(10, 90,200,90);{ось X}

Line(10,20,10,160);{ось Y}

{Построение графика функции желтыми точками}

=0;

For I:=0 To 190 Do

Begin Xg:=10+Round(95/Pi*X);

Yg:=90-Round(50*Sin(X));

PutPixel(Xg,Yg,Yellow);

X:=X+Pi/95

End;

{Разметка осей, запись функции}

OutTextXY(15,30,'Y');

OutTextXY(205,90,'X');

OutTextXY(130,40,'Y=SIN(X)');

ReadLn;{задержка}

CloseGraph; {выход из графики}

End.

Упражнения

Составить программу «Звездное

небо»:

черном окне случай-

ным образом появляются белые точки. Работа программы закан-

чивается по нажатию клавиши.

Изменить программу «Звездное небо» так, чтобы наряду с

зажиганием новых звезд происходило угасание (закрашивание

цветом фона) уже светящихся звезд.

В программу «Робот» внести такие изменения, в результате

которых робот окажется раскрашенным в разные цвета.

Используя линии и другие графические примитивы, соста-

вить программу, рисующую дом.

Составить программу рисования на экране шахматного поля.

6. Написать универсальную процедуру построения графика фун-

кции у =

F(x)

точечным методом. Процедура должна иметь следу-

ющие параметры:

min

тт

min

, Y

max

min

, Xg

max

min

, Yg

max

Функция F(x) описывается во внешней подпрограмме-функции.

Исследовав область определения и выбрав расположение ко-

ординатных осей, построить на экране графики функций:

1 ^ *

+ 3

.23

l)y

2)У =

—2>

3)У = 1 +

используя процедуру из предыдущей задачи.

3.16. Строковый тип данных

Теперь мы познакомимся с типом данных, который относится

к числу структурированных. Это строковый тип данных (строка).

Следует заметить, что строковый тип данных есть в Турбо Паска-

ле и отсутствует в стандартном Паскале.

Строка

—это последовательность символов. Каждый символ

занимает

байт памяти (код

ASCII).

Количество символов в стро-

ке называется

ее

длиной.

Длина строки может находиться

диапа-

зоне от 0 до 255. Строковые величины могут быть константами и

переменными.

Строковая константа

есть последовательность символов, зак-

люченная в апострофы. Например:

'Язык программирования ПАСКАЛЬ',

'IBM PC - computer',

'33-45-12'.

Строковая переменная

описывается в разделе описания пере-

менных следующим образом:

Var <идентификатор>: String[<максимальная длина строки>]

Например:

Var Name: String[20]

Параметр длины может и не указываться в описании. В таком

случае подразумевается, что он равен максимальной величине

—

255.

Например:

Var slovo: String

Строковая переменная занимает в памяти на 1 байт больше,

че

м указанная в описании длина. Дело в том, что один (нулевой)

байт содержит значение текущей длины строки. Если строковой

переменной не присвоено никакого значения, то ее текущая дли-

ла равна нулю. По мере заполнения строки символами ее текущая

длина возрастает, но она не должна превышать максимальной по

описанию величины.

Символы внутри строки индексируются (нумеруются) от еди-

ницы. Каждый отдельный символ идентифицируется именем стро-

ки с индексом, заключенным в квадратные скобки. Например:

Name[5],

Name[i], slovo[k+l].

Индекс может быть положительной константой, переменной,

выражением целого типа. Значение индекса не должно выходить

за границы описания.

Тип string и стандартный тип char совместимы. Строки и

символы могут употребляться в одних и тех же выражениях.

Строковые выражения строятся из строковых констант, пере-

менных, функций и знаков операций. Над строковыми данными

допустимы операции сцепления и операции отношения.

Операция сцепления (+) применяется для соединения несколь-

ких строк в одну результирующую строку. Сцеплять можно как

строковые константы, так и переменные.

Например:

'ЭВМ'

ЧВМ' + 'РС .

В результате получится строка:

'ЭВМ IBM PC .

Длина результирующей строки не должна превышать 255.

Операции отношения =, <, >, <=, >=, <> производят сравне-

ние двух строк, в результате чего получается логическая величина

(true или false). Операция отношения имеет более низкий при-

оритет, чем операция сцепления. Сравнение строк производится

слева направо до первого несовпадающего символа, и больше счи-

тается та строка, в которой первый несовпадающий символ име-

ет больший номер в таблице символьной кодировки.

Если строки имеют различную длину, но в общей части сим-

волы совпадают, считается, что более короткая строка меньше,

чем более длинная. Строки равны, если они полностью совпадают

по длине и содержат одни и те же символы.

Пример:

Выражение Результат

'cosml'<'cosm2' True

'pascal'^PASCAL

True