МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ
РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
Курганський ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматизації виробничих процесів
«Побудова графіків функцій»
Курсова робота
Розрахунково-пояснювальна записка.
Дисципліна: Програмування та основи алгоритмізації
Студент: Яковлев П. С.
Група: Т-2144
Керівник: Скобелєв І. В.
Коміссія__________________
Оценка____________________
Дата защіти_______________
Курган, 2006р.
Зміст
Технічне завдання
Загальна блок-схема алгоритму
Опис роботи програмного продукту
Інструкція з інсталяції програмного продукту
Інструкція оператору
Обмеження даної версії програми
Висновок
Список використаної літератури
1. Технічне завдання
Програмний продукт GRAPHIC дозволяє будувати і зберігати графіки будь-яких функцій однієї змінної. Продукт розроблений на мові програмування Мicrosoft Visual C + + 6.0 з використанням об'єктно-орієнтованої методології. Діалог користувача з програмою, а саме введення параметрів, здійснюється за допомогою діалогових вікон програми. Діапазон вводятьсязначень програмно обмежений, з метою недопущення некоректної роботи або виникнення помилки.
2. Загальна блок-схема алгоритму
Загальна блок схема алгоритму програми GRAPHIC:
3. Опис роботи програмного продукту
Програма "GRAPHIC" дозволяє будувати і зберігати графіки функцій однієї змінної. При відкритті програми з'являється вікно, в якому вже за замовчуванням побудований графік функції f (x) = sin (x) +0.05 * x на відрізку [-5,10]. Вибравши на панелі меню пункт Функція, і, змінюючи поле вводу в діалоговому вікні, можна побудувати необхідний графік функції або змінити відрізок, на якому побудований графік.
Для того, щоб краще зрозуміти роботу програми наведемо деякі коди
class CGRAPHICView: public CView / / Клас Single Document
{
public:
CString sFunc;
double XX;
double X1;
double X2;
int SdvX;
int SdvY;
int DlX;
int DlY;
CDC * pDCbuf;
bool GbNeedRepaint;
CMFunc vFunc;
CFuncEval FuncEval;
void Vichislenie ();
void VFillBuffer (CDC * pSrcDC);
/ / Останні властивості і методи класу Single Document
};
class CMFunc / / Клас розрахунку функції
{
public:
double FXX [400];
double FYY [400];
bool FYYER [400];
int KolT;
double MinY;
double MaxY;
void FuncMaxMinY ();
CMFunc ();
};
void CGRAPHICView:: OnDraw (CDC * pDC) / / Функція промальовування документа
{
CGRAPHICDoc * pDoc = GetDocument ();
ASSERT_VALID (pDoc);
/ / TODO: add draw code for native data here
try
{
VFillBuffer (pDC);
}
catch (...)
{
MessageBox (_T ("Помилка побудови графіка !"),_ T ("Помилка"));
}
}
void CGRAPHICView:: Vichislenie () / / Функція обчислення параметрів функції
{
int a; double shag;
extern BOOL bMathError;
FuncEval.SetString (sFunc);
/ / Обчислюємо крок shag
shag = ((X2-X1) / (vFunc.KolT-1));
/ / Обчислюємо вузли функції vFunc.FXX [a]
for (a = 0; a <(vFunc.KolT-1); a + +)
vFunc.FXX [a] = X1 + a * shag;
vFunc.FXX [vFunc.KolT-1] = X2;
/ / Обчислюємо значення функції у вузлах vFunc.FYY [a] і помилку обчислення vFunc.FYYER [a]
for (a = 0; a <vFunc.KolT; a + +) {
bMathError = FALSE;
XX = vFunc.FXX [a];
vFunc.FYY [a] = FuncEval.Compute ();
vFunc.FYYER [a] = bMathError;
}
/ / Обчислюємо max і min значення функції vFunc.MaxY і vFunc.MinY
vFunc.FuncMaxMinY ();
}
void CGRAPHICView:: VFillBuffer (CDC * pSrcDC) / / Функція малювання графіка
{
int OtstX;
int OtstY;
int DlOX;
int DlOY;
int KolLX;
int KolLY;
SdvX = 30;
SdvY = 30;
DlX = 700;
DlY = 370;
OtstX = 80;
OtstY = 30;
DlOX = DlX-OtstX-50;
DlOY = DlY-2 * OtstY;
KolLX = 10;
KolLY = 10;
double KoefX;
double KoefY;
int a; double d, dd; CString sss;
if (GbNeedRepaint == TRUE) {
/ / Обчислення параметрів функції (об'єкт vFunc класу CMFunc)
Vichislenie ();
//???????????????????????????????????????????????
pDCbuf-> DeleteDC ();
pDCbuf-> CreateCompatibleDC (pSrcDC);
CBitmap bitmap;
bitmap.CreateCompatibleBitmap (pSrcDC, DlX, DlY);
CBitmap * pbmp = pDCbuf-> SelectObject (& bitmap);
/ / Малювання графіка ---------------------------------------------- ---
/ / Кольори (розмітки (ліній) - cvet 1, осей - cvet 2, графіка - cvet 3)
CPen cvet1 (PS_SOLID, 1, RGB (100,100,50));
CPen cvet2 (PS_SOLID, 1, RGB (200,0,200));
CPen cvet3 (PS_SOLID, 1, RGB (255,0,0));
/ / Відключаємо фон тексту і встановлюємо колір тексту
pDCbuf-> SetBkMode (TRANSPARENT);
pDCbuf-> SetTextColor (RGB (0,0,210));
/ / Зафарбовуємо область графіка
pDCbuf -> FillSolidRect (0,0, DlX, DlY, RGB (235,235,235));
/ / Малювання розмітки X
pDCbuf -> SelectObject (cvet 1);
d = ((double) DlOX / (KolLX-1));
for (a = 0; a <KolLX; a + +) {
pDCbuf-> MoveTo (OtstX + (int) (a * d), OtstY);
pDCbuf-> LineTo (OtstX + (int) (a * d), OtstY + DlOY);
}
/ / Малювання розмітки Y
d = ((double) DlOY / (KolLY-1));
for (a = 0; a <KolLY; a + +) {
pDCbuf-> MoveTo (OtstX, OtstY + (int) (a * d));
pDCbuf-> LineTo (OtstX + DlOX, OtstY + (int) (a * d));
}
/ / Підписи X
d = (X 2 - X 1) / (KolLX -1);
dd = ((double) DlOX / (KolLX-1));
for (a = 0; a <(KolLX-1); a + +) {
sss.Format (_T ("% .3 f"), X1 + a * d);
pDCbuf-> TextOut (OtstX + (int) (a * dd) -4 * sss.GetLength (), OtstY + DlOY +3, sss);
}
sss.Format (_T ("% .3 f"), X2); a = KolLX-1;
pDCbuf-> TextOut (OtstX + (int) (a * dd) -4 * sss.GetLength (), OtstY + DlOY +3, sss);
/ / Підписи Y
d = (vFunc.MaxY-vFunc.MinY) / (KolLY-1);
dd = ((double) DlOY / (KolLY-1));
for (a = 1; a <(KolLY-1); a + +) {
sss.Format (_T ("% .3 f"), vFunc.MinY + a * d);
pDCbuf-> TextOut (OtstX-3-7 * sss.GetLength (), OtstY + DlOY-(int) (a * dd) -7, sss);
}
sss.Format (_T ("% .3 f"), vFunc.MinY);
pDCbuf-> TextOut (OtstX-3-7 * sss.GetLength (), OtstY + DlOY-12, sss);
sss.Format (_T ("% .3 f"), vFunc.MaxY); a = KolLY-1;
pDCbuf-> TextOut (OtstX-3-7 * sss.GetLength (), OtstY + DlOY-(int) (a * dd) -7, sss);
/ / Підпис "Графік функції ..."
sss. Format (_ T ("на відрізку [% .2 f,% .2 f]"), X 1, X 2);
pDCbuf -> TextOut (OtstX +80-2 * sFunc. GetLength (), OtstY -25, (_ T ("Графік функції f (x )=")+ sFunc + sss));
/ / Обчислення коефіцієнтів стиснення на екрані KoefX і KoefY
KoefX = ((double) DlOX) / (X2-X1);
KoefY = ((double) DlOY) / (vFunc.MaxY-vFunc.MinY);
/ / Малювання осей X і Y
pDCbuf-> SelectObject (cvet2);
if (X1 <= 0 & & X2> = 0) {
pDCbuf-> MoveTo (OtstX-(int) (X1 * KoefX), OtstY);
pDCbuf-> LineTo (OtstX-(int) (X1 * KoefX), OtstY + DlOY);
}
if (vFunc.MinY <= 0 & & vFunc.MaxY> = 0) {
pDCbuf-> MoveTo (OtstX, OtstY + DlOY + (int) (KoefY * vFunc.MinY));
pDCbuf-> LineTo (OtstX + DlOX, OtstY + DlOY + (int) (KoefY * vFunc.MinY));
}
/ / Малювання самого графіка функції
pDCbuf -> SelectObject (cvet 3);
for (a = 1; a <vFunc.KolT; a + +) {
if (vFunc.FYYER [a-1] == FALSE & & vFunc.FYYER [a] == FALSE) {
pDCbuf-> MoveTo (OtstX + (int) (KoefX * (vFunc.FXX [a-1]-X1)), OtstY + DlOY-(int) (KoefY * (vFunc.FYY [a-1]-vFunc.MinY) ));
pDCbuf-> LineTo (OtstX + (int) (KoefX * (vFunc.FXX [a]-X1)), OtstY + DlOY-(int) (KoefY * (vFunc.FYY [a]-vFunc.MinY)));
}
}
//------------------------------------------------ ------------------
GbNeedRepaint = FALSE;
}
/ / Копіювання буфера pDCbuf на екран
pSrcDC-> BitBlt (SdvX, SdvY, DlX, DlY, pDCbuf, 0, 0, SRCCOPY);
}
void CGRAPHICView:: OnFileSave () / / Функція збереження графіка
{
HRESULT hResult;
CString strFilter;
strFilter = "PNG image (*. png) | *. png | |";
CFileDialog dlg (FALSE, _T ("png"), NULL, OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT | OFN_EXPLORER, strFilter);
hResult = (int) dlg.DoModal ();
if (hResult! = IDOK) {MessageBox ("Скасовано користувачем", "Попередження"); return;}
CString strFileName;
strFileName = dlg.m_ofn.lpstrFile;
CImage imgOriginal;
imgOriginal.Create (DlX, DlY, 24);
/ / Це дозволяє намалювати все що має бути збережене
(PDCbuf-> FromHandle (imgOriginal.GetDC ()))-> BitBlt (0, 0, DlX, DlY, pDCbuf, 0, 0, SRCCOPY);
hResult = imgOriginal.Save (strFileName);
try
{
imgOriginal.ReleaseDC ();
imgOriginal.Detach ();
imgOriginal.Destroy ();
}
catch (...)
{
}
if (FAILED (hResult)) {
MessageBox ("Помилка збереження!", "Помилка!");
}
}
4. Інструкція з інсталяції програмного продукту
Для установки програми запустіть файл GRAPHIC v 1.0 \ setup. Exe і дотримуйтесь вказівок майстра. Для видалення програми можна скористатися цим же файлом.
Гарантується робота даної програми в операційній системі Windows не нижче 98. У попередніх версіях робота програми не перевірялася.
Установка програми вимагає близько 1 Мб вільної пам'яті на жорсткому диску.
Увага!
За можливі помилки, збої, можливий заподіяний моральний або матеріальний збиток і т.д., автори відповідальності не несуть. Ви використовуєте програму на свій страх і ризик!
Якщо ви не згодні з цим, то не використовуйте цю програму!
5. Інструкція оператору
При відкритті програми з'являється вікно, в якому вже за замовчуванням побудований графік функції f (x) = sin (x) +0.05 * x на відрізку [-5,10], як показано на малюнку:
Щоб побудувати необхідний графік функції або змінити відрізок, на якому побудований графік, виберіть на панелі меню пункт Функція. При цьому з'явиться таке діалогове вікно:
У цьому вікні ви можете змінювати параметри функції. Початок і кінець відрізка можуть бути введені будь-які з відрізка [-1.7976931348623158e +308, 1.7976931348623158e +308], але при цьому початок повинно бути менше кінця відрізка, інакше з'явиться повідомлення про помилку.
З функцією справа трохи складніше. Щоб інтерпретатор правильно зрозумів функцію, при її введенні потрібно користуватися правилами.
Унарні операції:
c os (x) - косинус
sin (x) - синус
tg (x) = tan (x) - тангенс
ctg (x) - котангенс
arccos (x) = acos (x) - арккосинус
arcsin (x) = asin (x) - арксинус
arctg (x) = atan (x) - арктангенс
arcctg (x) - арккотангенс
round (x) - звичайне округлення до цілого
sqr (x) - квадрат
sqrt (x) - арифметичний корінь
abs (x) = fabs (x) - модуль
neg (x) - заперечення
fact (x) - факторіал
exp (x) - експонента
ln (x) - натуральний логарифм
log10 (x) = lg (x) - десятковий логарифм
cosh (x) - гіперболічний косинус
sinh (x) - гіперболічний синус
tanh (x) - гіперболічний тангенс
floor (x) - округлення з недоліком
ceil (x) - округлення з надлишком
sign (x) - знак числа
inv (x) - логічна інверсія
- - Заперечення
Бінарні операції:
(За пріоритетністю з найменшого)
x + y = add (x, y) - складання x з y
xy = sub (x, y) - віднімання з xy
x * y = mul (x, y) - множення x на y
x / y = div (x, y) - поділ x на y
x & y = log (x, y) - логарифм від x по підставі y
x ^ y = pow (x, y) - зведення x до степеня y
x = y = x == y = equal (x, y) - якщо x = y, то 1 інакше 0
x <y = less (x, y) - якщо x <y, то 1 інакше 0
x> y = greater (x, y) - якщо x> y, то 1 інакше 0
and (x, y) - логічне І
or (x, y) - логічне АБО
xor (x, y) - логічне додавання за модулем 2 (операція, що виключає АБО) - сума Жегалкина
pirs (x, y) - стрілка Пірса
shef (x, y) - Штіх Шеффера
impl (x, y) - логічна імплікація
eq (x, y) - логічна еквіваленція
less (x, y) - x <y?
greater (x, y) - x> y?
less_or_equal (x, y) - x <= y?
greater_or_equal (x, y) - x> = y?
max (x, y) - більше з x і y
min (x, y) - менше із x і y
equal (x, y) - еквіваленція
percent (x, y) - відсоток y від x
rand (x, y) - випадкове число від x до y
Для всіх логічних операцій число відмінне від 0 це 1 (ПРАВДА), інакше 0 (БРЕХНЯ).
Числа пишуться в діапазоні [-1.7976931348623158e +308, 1.7976931348623158e +308]. Числа завжди записуються в десятковій формі, наприклад 1 1f 1.0 1,0 1.0f 1,0 f - одне і те ж число в шести різних формах. Не можна записувати числа в експонентний формі, наприклад 2.3e-5, натомість 2.3 * (10 ^ -5). Можна використовувати константи: pi - число π, e - число e. Змінної є буква x. Між функціями можна ставити роздільник - пробіл (space).
Щоб зберегти зображення виберіть у вкладці Файл -> Зберегти або Зберегти як. При цьому з'явиться стандартне діалогове вікно збереження, де вибирається шлях для збереження. Зображення зберігаються у форматі png.
6. Обмеження даної версії програми
Гарантується робота даної програми в операційній системі Windows не нижче 98. У попередніх версіях робота програми не перевірялася.
При роботі з програмою потрібно користуватися правилами, які наведено у розділі Опис роботи програмного продукту. У цьому випадку гарантується правильна робота програми. Причому потрібно обов'язково дотримуватися правил введення функції, інтерпретатор у цьому випадку зрозуміє функцію правильно. Якщо в полі введення функції ввести щось необумовлених правилами, інтерпретатор прийме це значення в будь-якому випадку, і не буде виведено ніякого повідомлення. Інтерпретатор зрозуміє, то що зможе розпізнати, решту він ігнорує. Наприклад, якщо буде введено "zxczxc" або порожній рядок, то функція сприйметься, як f (x) = 0. Якщо буде введено "dghld + sin (x) asdfasf + dfgdfg", то функція сприйметься, як f (x) = sin (x).
7. Висновок
Написана мною програма, дозволяє вирішувати найважливіше завдання математичного аналізу - побудова графіків функцій. Вона може полегшити роботу дослідження функцій. Програмний продукт GRAPHIC може бути використаний для навчальних цілей.
Програма написана при використанні найсучасніших на сьогоднішній день технологій програмування і забезпечує швидку і якісну роботу.
Список використаної літератури
Мова програмування Сі + +. Курс лекцій. Навчальний посібник / Видання друге, виправлене / Фрідман А. Л. / М.: «Інтернет-університет Інформаційних Технологій», 2004 .- 264 с.
Мова Сі + +. Навчальний посібник / Видання п'яте / Подбельський В. В. / М.: Фінанси і статистика, 2001 .- 560 с.: Іл.
http://www.holzner.ru.
http://www.firstsleps.ru.
http://www.intuit.ru.