Разработка программы для построения графиков в различных системах координат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Омский государственный университет путей сообщения

(ОмГУПС (ОмИИТ))

Кафедра «Информационная безопасность»

ОТЧЕТ

по учебной практике

Место прохождения учебной практики:

Омский государственный университет путей сообщения

Студент гр. 25с

В.А. Баннова

Руководитель учебной практики

доцент кафедры ТРСиС

Н.К. Якунчихина

2015/2016 учебный год

Содержание

Введение

1. Разработка программы для построения графика в декартовой системе координат

1.1 Задание

1.2 Листинг программы

1.3 Результаты работы программы

2. Создание и использование основного меню в программе (класс TMainMenu)

2.1 Задание

2.2 Листинг программы

2.3 Результаты работы программы

3. Разработка программы для построения графика в полярной системе координат

3.1 Задание

3.2 Листинг программы

3.3 Результаты работы

4. Работа с графикой

4.1 Создать программу с имитацией падения снежинок. Снежинки отображать в виде точек

4.2 Листинг программы

4.3 Результаты работы

Заключение

Библиографический список

Введение

Целью прохождения учебной практики является углубление, систематизация и закрепление полученных знаний, умений и навыков.

Основной моей задачей было выполнение четырех практических заданий в соответствии со своим вариантом.

В ходе выполнения заданий учебной практики необходимо создать следующие программы:

а) приложение, позволяющее строить график функции в декартовой системе координат на заданном пользователем интервале;

б) текстовый редактор (аналог Notepad), обеспечивающий открытие, создание, сохранение и изменение шрифта текстового файла;

в) приложение, позволяющее строить график функции в полярной системе координат на заданном пользователем интервале;

г) приложение с имитацией падения снежинок.

1. Разработка программы для построения графика в декартовой системе координат

1.1 Задание

Построить график функции f(x) на интервале [a,b]. Функция задана следующей зависимостью (вариант 1):

Графический интерфейс состоит из следующих элементов:

1) Форма Form1;

2) Объект Timage:Image1;

3) 4 метки TLabel: Label1, Label2, Label3,Label4.

1.2 Листинг программы

unit Unit1;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ExtCtrls,

StdCtrls;

function f(x:real):real;

procedure Graphika(a,b:real);

type

{ TForm1 }

TForm1 = class(TForm)

Button1: TButton;

Image1: TImage;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

private

{ private declarations }

public

{ public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

x0,y0,xk,yk,a,b:real;

x,y:array[0..1000] of real;

u,v:array[0..1000] of integer;

N:integer;

implementation

function f(x:real):real;

begin

if x<=5 then Result:=sin(((x*x*x)+2)/3)

else Result:=(exp(ln(1+x)/5))/3;

end;

procedure Graphika(a,b:real);

const

Kx=5;

Ky=5;

var

dx,dy,c,d,g,h,max,min:real;

i,tempx,tempy:integer;

s:string;

begin

h:=(b-a)/(N-1);

x[0]:=a;

y[0]:=f(x[0]);

for i:=1 to N do

begin

x[i]:=x[i-1]+h;

y[i]:=f(x[i]);

end;

max:=y[0];

min:=y[0];

for i:=1 to N do

begin

if y[i]>max then max:=y[i];

if y[i]<min then min:=y[i];

end;

c:=(Form1.Image1.ClientWidth-x0-xk)/(b-a);

d:=x0-c*x[0];

g:=(Form1.Image1.ClientHeight-y0-yk)/(min-max);

h:=yk-g*max;

for i:=0 to N do

begin

u[i]:=trunc(c*x[i]+d);

v[i]:=trunc(g*y[i]+h);

end;

Form1.Image1.Canvas.Pen.Mode:=pmNot;

Form1.Image1.Canvas.MoveTo(u[0],v[0]);

Form1.Image1.Canvas.Pen.Width:=2;

Form1.Image1.Canvas.Pen.Color:=clGreen;

for i:=1 to N do

Form1.Image1.Canvas.LineTo (u[i],v[i]);

Form1.Image1.Canvas.Pen.Width:=1;

Form1.Image1.Canvas.Pen.Color:=clBlack;

Form1.Image1.Canvas.MoveTo(trunc(x0),trunc(h));

if (trunc(h)>yk) and

(trunc(h)<trunc(Form1.Image1.ClientHeight-y0))

then

Form1.Image1.Canvas.LineTo(trunc(Form1.Image1.ClientWidth-xk),trunc(h));

Form1.Image1.Canvas.MoveTo(trunc(d),trunc(yk));

if (trunc(d)>x0) and (trunc(d)<trunc(Form1.Image1.ClientWidth-xk))

then

Form1.Image1.Canvas.LineTo(trunc(d),trunc(Form1.Image1.ClientHeight-y0));

dx:=(Form1.Image1.ClientWidth-x0-xk)/Kx;

for i:=0 to Kx do

begin

if (i=0) or (i=Kx) then

Form1.Image1.Canvas.Pen.Style:=psSolid

else

Form1.Image1.Canvas.Pen.Style:=psDash;

Form1.Image1.Canvas.MoveTo(trunc(x0+i*dx),trunc(yk));

Form1.Image1.Canvas.LineTo(trunc(x0+i*dx),trunc(Form1.Image1.ClientHeight-y0));

end ;

dy:=(Form1.Image1.ClientHeight-y0-yk)/Ky;

for i:=0 to Ky do

begin

if (i=0) or (i=Ky) then

Form1.Image1.Canvas.Pen.Style:=psSolid

else

Form1.Image1.Canvas.Pen.Style:=psDash;

Form1.Image1.Canvas.MoveTo(trunc(x0),trunc(yk+i*dy));

Form1.Image1.Canvas.LineTo(trunc(Form1.Image1.ClientWidth-xk),trunc(yk+i*dy));

end;

Form1.Image1.Canvas.Pen.Style:=psSolid;

dx:=(b-a)/Kx;

tempy:=trunc(Form1.Image1.ClientHeight-y0+10);

for i:=0 to Kx do

begin

Str(a+i*dx:5:2,s);

tempx:=trunc(x0+i*(Form1.Image1.ClientWidth-x0-xk)/Kx)-10;

Form1.Image1.Canvas.TextOut(tempx,tempy,s);

end;

if (trunc(d)>x0) and (trunc(d)<Form1.Image1.ClientWidth-xk)

then

Form1.Image1.Canvas.TextOut(trunc(d)-5,tempy,'0');

dy:=(max-min)/KY;

tempx:=5;

for i:=0 to Ky do

begin

Str(max-i*dy:5:2,s);

tempy:=trunc(yk-5+i*(Form1.Image1.ClientHeight-y0-yk)/Ky);

Form1.Image1.Canvas.TextOut(tempx,tempy,s);

end;

if (trunc(h)>yk) and

(trunc(h)<Form1.Image1.ClientHeight-y0)

then

Form1.Image1.Canvas.TextOut(tempx+10,trunc(h)-5,'0');

tempx:=trunc(x0+i*(Form1.Image1.ClientWidth-x0-xk)/2);

Form1.Image1.Canvas.TextOut(tempx,10,'График_функции ');

end;

{$R *.lfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.Button1Click(Sender:TObject);

begin

begin

Graphika(a,b);

end;

end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender:TObject);

var

s:string;

kod:integer;

begin

N:=100;

x0:=40;

xk:=40;

y0:=40;

yk:=40;

repeat

s:=InputBox('График_непрерывной_функции','Введите левую границу','-10');

Val(s,a,kod);

until kod=0;

repeat

s:=InputBox('График_непрерывной_функции','Введите правую границу','10') ;

Val(s,b,kod);

until kod=0;

end;

end.

1.3 Результаты работы программы

Результаты работы программы представлены на рисунках 1.1 - 1.3

Рисунок 1.1 - Окно ввода левой границы интервала

Рисунок 1.2 - Окно ввода правой границы интервала



Рисунок 1.3 - Окно с прорисованным графиком

В результате работы была создана программа, позволяющая строить график функции в декартовой системе координат на интервале [a,b], заданном пользователем.

2. Создание и использование основного меню в программе (класс TMainMenu)

2.1 Задание

Создать программу - текстовый редактор (аналог Notepad). В основном меню программы должны присутствовать как минимум следующие команды: создание нового файла, открытие существующего файла, сохранение файла, сохранение файла под новым именем, изменение шрифта. В качестве основы редактора можно использовать компонент ТМемо.

Графический интерфейс состоит из следующих элементов:

1) формы Form1;

2) строковый редактор TMemo;

3) объект TMainMenu;

4) диалоговые окна TFontDialog; TOpenDialog; TSaveDialog.

2.2 Листинг программы

unit Unit1;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls,

Menus;

type

{ TForm1 }

TForm1 = class(TForm)

FontDialog1: TFontDialog;

MainMenu1: TMainMenu;

Memo1: TMemo;

MenuItem1: TMenuItem;

MenuItem2: TMenuItem;

MenuItem3: TMenuItem;

MenuItem4: TMenuItem;

MenuItem5: TMenuItem;

MenuItem6: TMenuItem;

MenuItem7: TMenuItem;

MenuItem8: TMenuItem;

OpenDialog1: TOpenDialog;

SaveDialog1: TSaveDialog;

procedure MenuItem2Click(Sender: TObject);

procedure MenuItem3Click(Sender: TObject);

procedure MenuItem4Click(Sender: TObject);

procedure MenuItem5Click(Sender: TObject);

procedure MenuItem6Click(Sender: TObject);

procedure MenuItem8Click(Sender: TObject);

private

{ private declarations }

public

{ public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

FileWork: String;

implementation

{$R *.lfm}

{ TForm1 }

Procedure SaveAs;

begin

If Form1.SaveDialog1.Execute then

begin

Form1.Memo1.Lines.SaveToFile(Form1.SaveDialog1.FileName);

FileWork:=Form1.SaveDialog1.FileName;

end;

end;

procedure TForm1.MenuItem5Click(Sender: TObject); //сохранить как

begin

SaveAs;

end;

procedure TForm1.MenuItem6Click(Sender: TObject); //выход

begin

Close;

end;

procedure TForm1.MenuItem8Click(Sender: TObject); //шрифт

begin

if FontDialog1.Execute then Memo1.Font:=FontDialog1.Font;

end;

procedure TForm1.MenuItem4Click(Sender: TObject); //сохранить

begin

If FileWork='' then SaveAs else Memo1.Lines.SaveToFile(FileWork);

end;

procedure TForm1.MenuItem3Click(Sender: TObject); //открыть

begin

if OpenDialog1.Execute then

begin

Memo1.Lines.LoadFromFile(OpenDialog1.FileName);

FileWork:=OpenDialog1.FileName;

end;

end;

procedure TForm1.MenuItem2Click(Sender: TObject); //создать

begin

FileWork:='';

Memo1.Clear;

end;

end.

2.3 Результаты работы программы

Результаты работы программы представлены на рисунках 2.1 - 2.5

Рисунок 2.1 - Окно программы



Рисунок 2.2 - Окно сохранения файла

Рисунок 2.3 - Окно открытия файла



Рисунок 2.4 - Окно выбора параметров шрифта

Рисунок 2.5 - Главное окно программы с применением параметров шрифта, выбранных пользователем

В результате работы была создана программа, позволяющая создавать, открывать, редактировать, сохранять текстовые файлы.

3. Разработка программы для построения графика в полярной системе координат

3.1 Задание

программа график декартовый полярный

Построить график функции r(б) в полярной системе координат на интервале [б1, б2].

Функция задана следующей зависимостью (вариант 1):

r(б) = 2*б , где б - угол, рад.

Графический интерфейс состоит из следующих элементов:

1) форма Form1;

2) Объект Timage:Image1;

3) Кнопка TButton:Button1 - кнопка для построения графика функции в ПСК.

3.2 Листинг программы

unit Unit1;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, Buttons,

StdCtrls;

function f(q:real):real;

type

{ TForm1 }

TForm1 = class(TForm)

Button1: TButton;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ private declarations }

public

{ public declarations }

end;

const

x0=250;

y0=250;

var

Form1: TForm1;

a,b,h:real;

i,c:integer;

x,y:array[1..1000] of real;

u,v:array[1..1000] of real;

implementation

function f(q:real):real;

begin

f:=20*q;

end;

{$R *.lfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

Val(inputbox('Окно ввода','Введите левую границу','0'),a,c);

Val(inputbox('Окно ввода','Введите правую границу','12.56'),b,c);

h:=(b-a)/1000;

Form1.Canvas.Pen.color:=ClGray;

Form1.Canvas.Pen.Width:=3;

Form1.Canvas.Pen.color:=ClBlack;

Form1.Canvas.Moveto(x0,30);

Form1.Canvas.Lineto(x0,480);

Form1.Canvas.Moveto(30,y0);

Form1.Canvas.Lineto(510,y0);

Form1.Canvas.Pen.Width:=1;

Form1.Canvas.TextOut(Width-30,y0-7,'0');

Form1.Canvas.TextOut(10, y0-7, 'pi');

Form1.Canvas.TextOut(X0-10,Height-70,'3pi/2');

Form1.Canvas.TextOut(X0-10,5, 'pi/2');

x[1]:=a;

y[1]:=f(a);

u[1]:=y[1]*cos(x[1]);

v[1]:=-y[1]*sin(x[1]);

for i:=2 to 1000 do

begin

x[i]:=x[i-1]+h;

y[i]:=f(x[i]);

u[i]:=y[i]*cos(x[i]);

v[i]:=-y[i]*sin(x[i]);

end;

Form1.Canvas.Moveto(Round(u[1])+x0,Round(v[1])+y0);

Form1.Canvas.Pen.Width:=2;

Form1.Canvas.Pen.Color:=ClBlue;

for i:=2 to 1000 do

Form1.Canvas.Lineto(Round(u[i])+x0,Round(v[i])+y0);

end;

end.

3.3 Результаты работы

Результаты работы программы представлены на рисунках 3.1 - 3.4



Рисунок 3.1 - Окно после запуска программы

После нажатия на кнопку «Построить график» нужно ввести левую и правую границы интервала.

Рисунок 3.2 - Окно ввода левой границы интервала



Рисунок 3.3 - Окно ввода правой границы интервала

Рисунок 3.4 - Окно программы с графиком функции

В результате работы была создана программа, позволяющая строить график функции в полярной системе координат на заданном пользователем интервале.

4. Работа с графикой

4.1 Создать программу с имитацией падения снежинок. Снежинки отображать в виде точек

Для каждой снежинки создать запись (или объект) содержащий следующие поля: Записи:

x - Координата по X;

y - Координата по Y;

v - Скорость.

При запуске программы, создается N снежинок. Для каждой случайным образом определяется положение и начальная скорость падения. По событию таймера, для каждой снежинки определяется новое положение на экране с учетом скорости, после чего скорость опять изменяется случайным образом.

При нажатии на форме левой кнопки мыши, направление движения снежинок изменяется в точку, где была нажата кнопка мышки.

Графический интерфейс состоит из следующих элементов:

1) Форма Form1;

2) Объект Timage:Image1.

4.2 Листинг программы

unit Unit1;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ExtCtrls;

type

{ TForm1 }

TForm1 = class(TForm)

Timer1: TTimer;

Timer2: TTimer;

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure FormMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

procedure FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

procedure Timer1Timer(Sender: TObject);

procedure Timer2Timer(Sender: TObject);

private

{ private declarations }

public

{ public declarations }

end;

K=record

x,y,vx,vy:integer;

end;

var

Form1: TForm1;

t:array[0..100000] of K;

c,v:integer;

n:byte;

implementation

{$R *.lfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

var

i:byte;

s:string;

kod:integer;

begin

repeat

s:=InputBox('Введите количество снежинок','Количество снежинок','1000');

Val (s,n,kod);

until kod =0;

Form1.Color:=clblack;

randomize;

for i:=1 to n do

with t[i] do

begin

x:=random(Form1.ClientWidth-i div 3)+3;

y:=random(Form1.ClientHeight-i div 3)+3;

vy:=random(8)+2;

vx:=0;

Canvas.Pixels[x,y]:=clWhite;

end;

Timer1.Enabled:=True;

Timer2.Enabled:=False;

end;

procedure TForm1.FormMouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

begin

Timer1.Enabled:=False;

Timer2.Enabled:=True;

c:=x;

v:=y;

end;

procedure TForm1.FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

begin

Timer1.Enabled:=True;

Timer2.Enabled:=False;

end;

procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);

var

i:byte;

begin

randomize;

for i:=1 to n do

with t[i] do begin

y:=y+vy;

x:=x+vx;

If y>=500-random(50) then begin

Canvas.Pixels[x-vx,y-vy]:=clBlack;

x:=random(550)+3;

y:=random(30)+3;

vy:=random(10);

vx:=0;

end;

Canvas.Pixels[x,y]:=ClWhite;

Canvas.Pixels[x-vx,y-vy]:=clBlack;

vy:=random(10)+1;

if random(2)=1 then vx:=-2

else vx:=2;

end;

end;

procedure TForm1.Timer2Timer(Sender: TObject);

var

i,kx,ky:integer;

begin

randomize;

for i:=1 to n do

with t[i] do

begin

if (y+1)<v then

begin

vy:=random(8)+2;

if (v-y)<>0 then vx:=trunc(vy*abs(c-x)/abs(v-y))

else vx:=random(8)+2;

case v-y of

0:ky:=0;

1..300:ky:=1;

-300..-1:ky:=-1;

end;

case c-x of

0:kx:=0;

1..300:kx:=1;

-300..-1:kx:=-1;

end;

x:=x+kx*vx;

y:=y+ky*vy;

Canvas.Pixels[x-kx*vx,y-ky*vy]:=clBlack;

Canvas.Pixels[x,y]:=clWhite;

end;

end;

end;

end.

4.3 Результаты работы

Результаты работы программы представлены на рисунках 4.1 - 4.3

Рисунок 4.1 - Окно ввода количества «снежинок»

Рисунок 4.2 - Анимация падения «снежинок»



Рисунок 4.3 - Слет «снежинок» в точку

В результате работы была создана программа, которая при запуске создает некоторое количество «снежинок», заданное пользователем, и имитирует их падение. При нажатии на форме левой кнопки мыши, направление движения снежинок изменяется в точку, где была нажата кнопка мышки.

Заключение

В результате выполненной работы были написаны 4 программы на языке Pascal, позволяющие выполнять различные задачи.

Первое приложение строит график функции в декартовой системе координат на заданном пользователем интервале, а также строит линии сетки с подписью некоторых значений.

Второе приложение - текстовый редактор, позволяющий создавать, открывать, редактировать и сохранять текстовые файлы.

Третье приложение обеспечивает построение графика функции в полярной системе координат на заданном пользователем интервале.

Четвертое приложение создает имитацию падения «снежинок», количество которых задается пользователем. При нажатии на левую кнопку мыши, «снежинки» слетаются в точку, в которой была нажата эта кнопка.

Библиографический список

1 Free Pascal и Lazarus: Учебник по программированию/ Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В., Кучер Т.В. Изд. ALT Linux; ДМК Пресс, 2010 г., 438 c. URL: http://www.altlinux.org/Books:FreePascal

2 Мансуров К.Т. Основы программирования в среде Lazarus, 2010. - 772 с. URL: http://freepascal.ru/download/book/lazarus_osnovy/osnovy_programmirovanija_v_srede_lazarus.pdf

Размещено на Allbest.ru

...