用MFC绘制各种数学图形,如sin,cos等

**理工大学C++面向对象课程设计报告院（系）：计算机工程学院专业：计算机科学与技术学生姓名：＿＿**班级计算111 学号： 2011070** 题目：设计绘制各种数学图形程序＿起迄日期：＿2013.6.23～2013.7.5 设计地点：计算机学院机房指导教师： *** 完成日期: 2013 年7月 5 日目录一、需求分析1．选做此课题的目的 (3)2．程序所实现的功能 (3)二、设计内容1．模块图 (3)2．主程序及其主要模块的流程图 (3)3．类图 (4)3.1表达式 (4)3.2 储存运算符的栈 (5)3.3储存运算数的栈 (5)3.4 圆 (5)3.5 椭圆 (6)3.6 三叶玫瑰线 (6)3.7 四叶玫瑰线 (7)3.8 阿基米德螺线 (7)3.9 心形线 (7)4．函数关系图 (8)5．编写程序代码 (9)三、调试分析1．实际完成的情况说明 (12)2．程序的性能分析 (12)3．上机过程中出现的问题及其解决方案 (12)4．程序中可以改进的地方说明 (13)四、用户手册 (13)五、设计总结 (15)六、参考文献 (15)七、附录 (15)一、需求分析1.选作此课题的目的在日常生活中我们常常需要解决一些复杂的数学问题，而这些数学问题的解答往往可以从它的函数图形上很直观、明了的表现出来，这时快捷方便的绘制出该数学函数的图形就显得尤为重要。

所以我们使用Microsoft 提供的MFC 类库来实现数学函数图形的绘制。

2 .程序所实现的功能本程序支持用户输入一般表达式，然后输出其对应的函数图形，例如：一次（二次……）函数，三角函数，双曲余弦，双曲正弦，双曲正切，幂函数，指数函数（以10为底，以e 为底）。

另外，还支持一些供选择的数学图形，例如：圆，椭圆，三叶玫瑰线，四叶玫瑰线，阿基米德螺线，心形线。

二、设计内容1.模块图2. 主程序及主要模块的流程图表达式特殊数学图形圆 主界面椭圆 三叶玫瑰线 阿基米德螺线四叶玫瑰线心形线开始选择图形类型No确定Yes输入表达式或参数图形结束3.类图3.1 表达式CGraphDlgpublic:double Pow(double ,double ); //幂函数求值double Operate(double ,char ,double ); //表达式求值char Precede(char ,char); //判断操作符优先级int In(char ); //判断运算数和运算符void Coordinate(); //求点的集合double Calculate(CString ,double);CGraphDlg(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_GRAPH_DIALOG };protected:Virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); private:ICON m_hIcon;UINT m_num; //点的数量char *m_stop;CPtrArray m_ptrarray; //点的集合变量CComboBox m_type; //图形类型CString m_expression; //表达式3.2存储运算符的栈OPTRpublic:OPTR(); //缺省构造函数int InitOPTR(); //构造一个空栈char GetTop(); //返回栈顶元素int Push(char e); //进栈char Pop(); //出栈virtual ~OPTR(); //析构函数Public：char *base; //栈底指针char *top; //栈顶指针int size; //当前已分配的存储空间3.3存储运算数的栈OPNDpublic:OPND(); //缺省构造函数int InitOPND(); //构造一个空栈double GetTop(); //返回栈顶元素int Push(double e); //进栈double Pop(); //出栈virtual ~OPND(); //析构函数Public：double *base; //栈底指针double *top; //栈顶指针int size; //当前已分配的存储空间3.4 圆circlepublic:afx_msg void OnChangeEdit1();afx_msg void OnChangeEdit2();afx_msg void OnChangeEdit3();afx_msg void OnButton1();circle(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_DIALOG1 };Public：double m_x; //圆心横坐标double m_y; //圆心纵坐标double m_r; //半径3.5椭圆ellipsepublic:afx_msg void OnChangeEdit1();afx_msg void OnChangeEdit2();afx_msg void OnChangeEdit3();afx_msg void OnChangeEdit4();afx_msg void OnButton1();ellipse(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_DIALOG2 };Public：double m_x; //椭圆中心横坐标double m_y; //椭圆中心纵坐标double m_lr; //长轴double m_sr; //短轴3.6 三叶玫瑰线sanyiepublic:afx_msg void OnChangeEdit1();afx_msg void OnChangeEdit2();afx_msg void OnButton1();sanyie(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_DIALOG3 };Public：double m_a; //系数adouble m_b; //角度θ3.7 四叶玫瑰线3.8 阿基米德螺线3.9 心形线siyepublic:afx_msg void OnChangeEdit1();afx_msg void OnChangeEdit2();afx_msg void OnButton1();siye(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_DIALOG4 }; Public：double m_a; //系数adouble m_b; //角度θajimide public:afx_msg void OnChangeEdit1();afx_msg void OnButton1();ajimide(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_DIALOG5 }; Public：double m_a; //系数adouble m_b; //角度θxinxingxian public:afx_msg void OnChangeEdit1();afx_msg void OnButton1();xinxingxian(CWnd* pParent = NULL);enum { IDD = IDD_DIALOG6 }; Public：double m_a; //系数a4.函数关系图CGraphDlg::OnButton1() 类circle类ellipse类sanyie类siye 类ajimide类xinxingxianCGraphDlg::OnDrawing()circle::OnButton1()siye::OnButton1()ellipse::OnButton1()sanyie::OnButton1()ajimide::OnButton1()xinxingxian::OnButton1()CGraphDlg::Coordinate()CGraphDlg::Calculate(CString m_expression,double x)OPTR::Push(char ) CGraphDlg::Precede(char s,char c)CGraphDlg::In(char ch)OPND::GetTop()OPND::Pop()OPTR::GetTop()OPND::Push(double e)OPTR::InitOPTR() OPND::InitOPND()OPTR::GetTop()（箭头代表调用）CGraphDlg::Operate(double,char,double ）CGraphDlg::Pow(double, double )5. 编写程序代码1．画坐标轴CClientDC dc(this);CRect rect;GetClientRect(&rect) ;dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC) ; //设置映射模式；dc.SetWindowOrg(0,0) ; //设置屏幕窗口原点；dc.SetViewportOrg(CPoint(rect.right/2,rect.bottom/2)) ; //设置视口原点CPen pen1(PS_DOT,1,RGB(100,100,100)); //创建笔，并调整坐标颜色CPen *pOldPen = dc.SelectObject(&pen1); //更改笔并保存旧的笔for(int i=-900;i<=900;i+=50){dc.MoveTo (i,500);dc.LineTo (i,-500);}for(int j=-500;j<=500;j+=50){dc.MoveTo (-900,j);dc.LineTo (900,j);}dc.TextOut (10,500,'y'); //标记y轴dc.TextOut (870,0,'x'); //标记x轴dc.TextOut (0,0,'0'); //标记坐标原点dc.TextOut (-8,510,'^');dc.TextOut (900,25,'>');CPen pen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,0));//创建笔，并调整坐标颜色pOldPen = dc.SelectObject(&pen);//更改笔并保存旧的笔dc.MoveTo (-900,0); //横坐标dc.LineTo (900,0);dc.MoveTo (0,-500); //纵坐标dc.LineTo (0,500);}2.选择图形类型//默认是表达式RedrawWindow();m_expression="";UpdateData(FALSE);CString text;m_type.GetWindowText(text);if(text=="圆"){circle d_circle;d_circle.DoModal(); //显示画圆的对话框}else if(text=="椭圆"){ellipse d_ellipse;d_ellipse.DoModal(); //显示画椭圆的对话框}else if(text=="三叶玫瑰线"){sanyie d_sanyie;d_sanyie.DoModal(); //显示画三叶玫瑰线的对话框}else if(text=="四叶玫瑰线"){siye d_siye;d_siye.DoModal(); //显示画四叶玫瑰线的对话框}else if(text=="阿基米德螺线"){ajimide d_ajimide;d_ajimide.DoModal(); //显示画阿基米德螺线的对话框}else if(text=="心形线"){xinxingxian d_xinxingxian;d_xinxingxian.DoModal(); //显示画心形线的对话框}3.根据表达式画出图形for(m_num-=1;m_num>0;m_num--) //从点集合中依次取出点并且相连{dc.MoveTo (((CPoint *)m_ptrarray.GetAt(m_num))->x,((CPoint *)m_ptrarray.GetAt(m_num))->y);dc.LineTo (((CPoint *)m_ptrarray.GetAt(m_num-1))->x,((CPoint *)m_ptrarray.GetAt(m_num-1))->y);}4. 画圆dc.Ellipse((m_x-m_r)*50,(m_y+m_r)*50,(m_x+m_r)*50,(m_y-m_r)*50); //调用Ellipse函数5. 画椭圆dc.Ellipse((m_x-m_lr)*50,(m_y+m_sr)*50,(m_x+m_lr)*50,(m_y-m_sr)*50);//调用Ellipse函数6. 画三叶玫瑰线double x=0,y=0;dc.MoveTo (0,0); //从原点开始画for(double p=-3.14;p<=3.14;p+=0.01) //计算点的同时画线{x=m_a*cos(3*(m_b+p))*cos(p);y=m_a*cos(3*(m_b+p))*sin(p);dc.LineTo(50*x,50*y);dc.MoveTo(50*x,50*y);dc.SelectObject(&pen);}7. 画四叶玫瑰线double x=0,y=0;dc.MoveTo (0,0); //从原点开始画for(double p=-3.14;p<=3.14;p+=0.01) //计算点的同时画线{x=m_a*sin(2*(m_b+p))*cos(p);y=m_a*sin(2*(m_b+p))*sin(p);dc.LineTo(50*x,50*y);dc.MoveTo(50*x,50*y);dc.SelectObject(&pen);}8. 画阿基米德螺线double p=-10;double x=0,y=0;x=m_a*p*cos(p);y=m_a*p*sin(p);dc.MoveTo (x*20,20*y);for( p=-10;p<=10;p+=0.01) //计算点的同时画线{x=m_a*p*cos(p);y=m_a*p*sin(p);dc.LineTo(20*x,20*y);dc.MoveTo(20*x,20*y);dc.SelectObject(&pen);}9. 画心形线double x=0,y=0;dc.MoveTo (0,0); //从原点开始画for(double p=-3.14;p<=3.14;p+=0.01) //计算点的同时画线{x=m_a*(1-cos(p))*cos(p);y=m_a*(1-cos(p))*sin(p);dc.LineTo(50*x,50*y);dc.MoveTo(50*x,50*y);dc.SelectObject(&pen);}三、调试分析1.实际完成的情况说明（完成的功能、支持的数据类型等）本程序支持用户选择数学图形类型并输入相应的参数，然后输出其对应的函数图形。