TD 10 : compilation séparée, graphiques#
Exercice 1 : Compilation séparée
Annotez les quatre fichiers suivants en précisant leurs rôles
respectifs et en indiquant où se trouvent entête, définition,
documentation, tests et utilisation de la fonction factorielle.
/** La fonction factorielle
* @param n un nombre entier positif
* @return n!
**/
int factorielle(int n);
#include "factorielle.hpp"
int factorielle(int n) {
int resultat = 1;
for ( int k = 1; k <= n; k++ )
resultat = resultat * k;
return resultat;
}
#include <iostream>
#include "factorielle.hpp"
using namespace std;
/** Infrastructure minimale de test **/
#define CHECK(test) if (!(test)) cerr << "Test failed in file " \
<< __FILE__ << " line " << __LINE__ << ": " #test << endl
/** Les tests de la fonction factorielle **/
void factorielleTest() {
CHECK( factorielle(0) == 1 );
CHECK( factorielle(1) == 1 );
CHECK( factorielle(2) == 2 );
CHECK( factorielle(3) == 6 );
CHECK( factorielle(4) == 24 );
}
/** Cette fonction main ne sert qu'à lancer les tests **/
int main() {
factorielleTest();
return 0;
}
#include <iostream>
#include "factorielle.hpp"
using namespace std;
int main() {
int n;
cout << "Entrez un entier n" << endl;
cin >> n;
cout << n << "! = " << factorielle(n) << endl;
return 0;
}
/// BEGIN SOLUTION
Ensemble, ces quatre fichiers forment une bibliothèque, qui implante
une fonction factorielle, ainsi que des tests unitaires et un
exemple d’utilisation de la fonction. Le fichier
factorielle.cpp contient la définition (le code) de la
fonction factorielle. Le fichier factorielle.hpp est le
fichier d’entête : il contient la déclaration (l’entête) de la
fonction factorielle, avec sa documentation. Ce fichier permet de
pouvoir compiler des programmes qui utilisent la fonction
factorielle, même sans avoir le code de la fonction factorielle.
Pour cela il faut avoir mis la ligne #include "factorielle.hpp"
dans le programme. Le fichier factorielle-exemple.cpp
donne un exemple de programme utilisant la fonction factorielle.
Enfin le fichier factorielle-test.cpp contient les tests
de la fonction factorielle, ainsi qu’un programme qui lance ces
tests.
/// END SOLUTION
Graphiques#
En TP, nous utiliserons la bibliothèque SFML 1, une bibliothèque
largement utilisée facilitant le développement de jeux ou
d’applications multimédias grâce à une grande panoplie de modules
(fenêtrage, graphismes, audio, réseau, …), principalement développée
par Laurent Gomila. Nous allons nous en servir pour créer une fenêtre
et dessiner dedans.
La SFML n’étant pas immédiatement intuitive à utiliser, nous avons
écrit une micro bibliothèque composée de quelques primitives pour vous
simplifier les premiers pas. Cette bibliothèque, documentée dans
primitives.hpp, a vocation à être la plus transparente possible. À
vous de la lire en détail pour vous l’approprier et, par la suite,
vous en passer.
Voici un exemple de programme utilisant la SFML et notre
bibliothèque primitives :
#include <SFML/Graphics.hpp>
using namespace sf;
#include "primitives.hpp"
int main() {
// Crée une fenêtre de taille 640x480
RenderWindow window(VideoMode(640, 480), "Ma super fenêtre");
// Remplit la fenêtre de blanc
window.clear(Color::White);
// Affiche un point de couleur rouge
draw_point(window, {120, 5}, Color::Red);
// Actualise la fenêtre
window.display();
// Attend 10 secondes
sleep(seconds(10));
return 0;
}
Notez dans cet exemple le nouveau type RenderWindow représentant une
fenêtre et les fonctions clear pour effacer la fenêtre, sleep pour
attendre un temps donné et draw_point (qui vient de
primitives.cpp) pour dessiner un point.
Exercice 2 : Premiers dessins
En vous inspirant de l’exemple fourni, écrivez des instructions (fragments de programme) qui, respectivement,
dessinent un point noir (Black) de coordonnées \((418, 143)\);
/// BEGIN SOLUTION
draw_point(window, {418, 143}, Color::Black );
/// END SOLUTION
dessinent un segment blanc (White) reliant les points \((100, 200)\) et \((200, 200)\);
/// BEGIN SOLUTION
for (int x = 100; x <= 200; x++) draw_point(window, {x, 200}, Color::White );
/// END SOLUTION
dessinent un segment rouge (Red) reliant les points \((200, 300)\) et \((200, 400)\);
/// BEGIN SOLUTION
for (int y = 300; y <= 400; y++) draw_point(window, {200, y}, Color::Red );
/// END SOLUTION
dessinent le rectangle horizontal vide de contour rouge dont les sommets diagonaux sont \((200, 200)\) et \((400, 300)\);
/// BEGIN SOLUTION
for ( int x = 200; x <= 400; x++ ) { draw_point(window, {x, 200}, Color::Red); draw_point(window, {x, 300}, Color::Red); } for ( int y = 200; y <= 300; y++ ) { draw_point(window, {200, y}, Color::Red); draw_point(window, {400, y}, Color::Red); }
/// END SOLUTION
dessinent un rectangle horizontal plein noir dont les sommets diagonaux sont \((400, 150)\) et \((500, 200)\);
/// BEGIN SOLUTION
for ( int x = 200; x <= 400; x++ ) { draw_point(window, {x, 200}, Color::Red); draw_point(window, {x, 300}, Color::Red); } for ( int y = 200; y <= 300; y++ ) { draw_point(window, {200, y}, Color::Red); draw_point(window, {400, y}, Color::Red); }
/// END SOLUTION
dessinent un segment rouge reliant les points \((400, 300)\) et \((500, 400)\);
/// BEGIN SOLUTION
for ( int t = 0; t <= 100; t++ ) draw_point(window, {400 + t, 300 + t}, Color::Red);
/// END SOLUTION
dessinent un cercle noir de centre \((415, 145)\) et de rayon \(10\);
Indication : Utiliser les fonctionscosetsin./// BEGIN SOLUTION
double pi = 3.14159; int rayon = 10; double dt = .5 / rayon; for ( double t = 0; t <= 2 * pi; t += dt ) draw_point(window, {415 + rayon * cos(t), 145 + rayon * sin(t) }, Color::Black);
/// END SOLUTION
dessinent un disque jaune (Yellow) de centre \((700, 100)\) et de rayon \(50\);
Indication : Utiliser la définition d’un disque./// BEGIN SOLUTION
rayon = 50; for ( int x = -rayon; x <= rayon; x++ ) for ( int y = -rayon; y <= rayon; y++ ) if ( x * x + y * y <= rayon * rayon ) draw_point(window, {550 + x, 75 + y}, Color::Yellow);
/// END SOLUTION
Exercice 3 : \(\clubsuit\) Fonctions de dessin
Notre bibliothèque primitives contient entre autres les fonctions
suivantes :
/** Affiche une ligne de couleur entre deux positions données
* @param w une fenêtre ouverte dans laquelle dessiner
* @param pos1 les coordonnées du premier point de la ligne
* @param pos1 les coordonnées du dernier point de la ligne
* @param color la couleur de la ligne
*/
void draw_line (RenderWindow& w, Point pos1, Point pos2, Color color);
/** Affiche un cercle coloré vide
* @param w une fenêtre ouverte dans laquelle dessiner
* @param center la position du centre du cercle
* @param r le rayon du cercle
* @param color la couleur du trait
*/
void draw_circle (RenderWindow& w, Point center, int r, Color color);
/** Affiche un cercle coloré plein
* @param w une fenêtre ouverte dans laquelle dessiner
* @param center la position du centre du cercle
* @param r le rayon du cercle
* @param color la couleur du trait et du remplissage
*/
void draw_filled_circle(RenderWindow& w, Point center, int r, Color color);
À noter qu’elles prennent la fenêtre où dessiner comme premier
paramètre (w). Le symbole & indique que cette fenêtre est passée
par référence afin que les fonctions puissent la modifier. Vous pouvez
essentiellement ignorer ce détail technique dont vous verrez les
tenants et les aboutissants au deuxième semestre.
Notez aussi les variables de type Point. Ces dernières représentent
des coordonnées. On peut créer un point et accéder à ses coordonnées
comme suit :
Point p = {42, 2713};
int x = p.x; // 42
int y = p.y; // 2713
Techniquement parlant, il s’agit d’un enregistrement (struct en anglais); vous en verrez les détails au deuxième semestre.
Dans notre bibliothèque, ces fonctions sont implémentées via des
appels directs à des fonctions de la SFML. Par exemple :
void draw_filled_circle(RenderWindow &w, Point center, int r, Color color) {
CircleShape shape(r);
shape.setPosition(center);
shape.setOutlineThickness(0.f);
shape.setFillColor(color);
w.draw(shape);
}
Réimplantez ces fonctions, en n’utilisant que des appels à
draw_point./// BEGIN SOLUTION
void cercle(RenderWindow &window, Point centre, int rayon) { double pi = 3.14159; double dt = .5 / rayon; for ( double t = 0; t <= 2 * pi; t += dt ) draw_point(window, {centre.x + rayon * cos(t), centre.y + rayon * sin(t) }, Color::Red); window.display(); }
void disque(RenderWindow &window, Point centre, int rayon) { for ( int x = -rayon; x <= rayon; x++ ) for ( int y = -rayon; y <= rayon; y++ ) if ( x * x + y * y <= rayon * rayon ) draw_point(window, {centre.x + x, centre.y + y}, Color::Red); window.display(); }
void segment(RenderWindow &window, Point point1, Point point2) { double ii, jj, dt; int i, j, var_x, var_y, nbpoints; var_x = point2.x - point1.x; var_y = point2.y - point1.y; if ( var_x > var_y ) { nbpoints = var_x; } else { nbpoints = var_y; } dt = 1.0 / nbpoints; for ( int k = 0; k <= nbpoints; k++ ) { ii = point1.x + k * dt * var_x; jj = point1.y + k * dt * var_y; i = ii + 0.5; // on prend le i le plus proche des coordonnées calculées j = jj + 0.5; // on prend le j le plus proche des coordonnées calculées draw_point(window, {i, j}, Color::Red); } window.display(); }
/// END SOLUTION
Exercice 4 : Souris et Clavier
Voici maintenant un fragment de programme interactif utilisant la
SFML et notre bibliothèque primitives pour réagir à des actions
avec la souris ou le clavier.
// Crée une fenêtre de taille 640x480
RenderWindow window(VideoMode(640, 480), "Ma super fenêtre");
window.clear(Color::White);
window.display();
// Attend que l'utilisateur clique sur le bouton gauche de la souris
// et stocke les coordonnées du point où a cliqué l'utilisateur dans
// la variable point.
Point point = wait_mouse(window);
// Affiche les coordonnées du point
cout << point.x << " " << point.y << endl;
// Attend que l'utilisateur tape sur une touche
// et stocke la touche et d'autres informations dans
// la variable evenement
Event::KeyEvent evenement = wait_keyboard(window);
// Affiche bonjour si la touche est o
if ( evenement.code == Keyboard::Key::O )
cout << "Bonjour" << endl;
En vous inspirant du programme précédent, écrivez un programme qui attend que l’utilisateur clique sur deux points de l’écran puis qui trace le segment les reliant.
/// BEGIN SOLUTION
RenderWindow window(VideoMode(640, 480), "Ma super fenêtre"); window.clear(Color::White); window.display(); Point point1 = wait_mouse(window); Point point2 = wait_mouse(window); draw_line( window, point1, point2, Color::Red ); window.display(); sleep(seconds(10));
/// END SOLUTION
Écrivez un programme qui attend que l’utilisateur clique sur quatre points puis qui dessine le quadrilatère ayant ces quatre points comme sommets.
/// BEGIN SOLUTION
RenderWindow window(VideoMode(640, 480), "Ma super fenêtre"); window.clear(Color::White); window.display(); Point point1 = wait_mouse(window); Point point2 = wait_mouse(window); draw_line( window, point1, point2, Color::Red ); window.display(); Point point3 = wait_mouse(window); draw_line( window, point2, point3, Color::Red ); window.display(); Point point4 = wait_mouse(window); draw_line( window, point3, point4, Color::Red ); draw_line( window, point4, point1, Color::Red ); window.display(); sleep(seconds(10));
/// END SOLUTION
Écrivez un programme qui dessine des polygones de la façon suivante : l’utilisateur clique sur des points successifs. À chaque clic, le programme relie les deux derniers points. Si l’utilisateur clique près du point initial, le polygone se ferme, et le programme commence un nouveau polygone.
/// BEGIN SOLUTION
RenderWindow window(VideoMode(640, 480), "Ma super fenêtre"); window.clear(Color::White); window.display(); while (true) { Point initial = wait_mouse(window); Point point1 = initial; Point point2; bool continuer = true; do { point2 = wait_mouse(window); if ( abs(point2.x - initial.x) <= 5 and abs(point2.y - initial.y) <= 5 ) { point2 = initial; continuer = false; } draw_line(window, point1, point2, Color::Red); window.display(); point1 = point2; } while ( continuer ); }
/// END SOLUTION