Объектно-ориентированное программирование

     Хотелось  бы подчеркнуть, что понятие "простоты" в последнее время очень часто  подменяется "примитивным" стилем программирования, который, к сожалению, присутствует и в учебной литературе.

     

     

Эффективность.

     Критерии  эффективности должны быть обязательно  заданы в исходных спецификациях  проекта. То есть в общем случае эффективность  должна соответствовать реальным требованиям, но не должна быть самоцелью. Обычно получение эффективного кода связывают с необходимостью повышения трудозатрат. И с учетом выбранных выше приоритетов стратегия разработки заключается в следующем: сначала создаем работоспособный вариант программы, а потом начинаем работать над повышением его эффективности.

     Приходится  довольно часто слышать, как программисты объясняли не очень высокую эффективность  программы (и качество ее оформления) жесткими временными сроками. Но вот  в чем парадокс: в большинстве  случаев именно эффективный код и хорошая наглядность кода обеспечивают минимизацию временных затрат.

Разумеется, для  сложных комплексов можно использовать специальные инструменты, но в действительности многие методы повышения эффективности  кода хорошо известны на чисто теоретическом уровне. Просто нужно их знать и применять. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. 

     Когда компьютеры были большими, память у  них была маленькой и  
быстродействие тоже. И поэтому гуру от этих ЭВМ ничего, кроме ассемблера (автокода) и не признавали. И на программистов смотрели свысока - писать, мол, эффективные программы не умеют, только зря машинное время расходуют.

     И действительно, как было не признать! Пока программа небольшая и в  память помещается — ладно, живите и радуйтесь! А как больше стала? Тут-то и придется признать свое бессилие.

     Вряд  ли кто-нибудь из нынешнего поколения слышал про "самоубийство программ".  Нет, это не стирание EXE-файла во время его работы. Это когда программа во время своей работы использует память, занятую своими командами (которые уже отработали и больше не потребуются) под свои данные. Вряд ли кому-нибудь придется этим сейчас  
заниматься. А вот когда у Вас всего 18 Кбайт, то и таким не пренебрегали.

     Потом компьютеры стали больше. И в размерах и память с быстродействием тоже росли.

     Например, ЕС-1022. Памяти там было уже 512 Кбайт, 100 из них занимала ОС. Остальные 400 делились между 3-4 одновременно работавшими программами разных пользователей. Так что на тех, кто заказывал больше 200 Кбайт, на ВЦ смотрели довольно косо — за наш счет ведь!

     Эффективность тогда была всегда на первом плане. Не как-нибудь написать, а наиболее эффективным способом, не любой алгоритм использовать, а лучший для этого случая. На этом прочно стояли.

     В данной курсовой работе я бы хотела сделать упор именно на эффективность программ. 

  "По координатам точки и вершин треугольника определить, принадлежит ли точка этому треугольнику".  

      Начнем  с того, каким образом это вообще можно сделать. Есть как минимум  два варианта решения этой задачи.  

     Вариант первый. 
 

 
 

     Дан треугольник ABC и искомая точка X. Чтобы определить принадлежит ли точка треугольнику нужно проделать  следующие действия:  

1. Найти площадь  треугольника ABC.
2. Найти площади треугольников ABX, BCX и ACX.
3. Сравнить. Если площадь треугольника ABC равна сумме площадей ABX, BCX и ACX, значит точка принадлежит треугольнику, иначе - нет.

 
 
 
 

     Второй  вариант.

 
 

 
 

     Ситуация  такая же: ABC - треугольник, X - точка.

      

1. Находим площадь треугольника ABC.
2. Находим расстояние от точки X до каждой из вершин треугольника.
3. Выбираем наименьшее из них. (В данном случае BX)
4. Находим площадь треугольника с новой точкой вместо ближайшей. (Здесь XC)
5. Сравниваем. Если площадь первого треугольника больше площади второго, значит, точка не принадлежит треугольнику, иначе - принадлежит.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

     По  сложности реализации оба варианта примерно одинаковы, но дело в том, что  во втором варианте есть небольшой  процент неточности - когда точка  лежит очень близко к грани  треугольника, но не принадлежит ему.

     

     Поэтому подробно рассмотрим только первый вариант. 

     Выбор пути решения ясен. В любом случае в обоих случаях ответ находится через площадь. А как найти площадь по координатам точек? Ответ есть. Существует такая формула Герона.  
 
                             Квадратный корень из p(p-x)(p-y)(p-z)  

     Где p - полупериметр, x,y и z - длины сторон. Длину сторон же находятся по формуле длины вектора.  

     Первые строчки кода выглядят так:  

program Treugolnik;  
var q,w,p,ax,bx,cx,dx,ay,by,cy,dy:real;  
   per1,per2,per3,per4:real;  

      Переменные  q,w промежуточные. В них будут храниться временные значения координат. Переменные ax,bx...cy,dy - координаты вершин треугольника и искомой точки. Переменные per1...per4 и p будут служить для хранения площадей треугольников. 
 
 
 
 
 
 
 

     Сначала напишем процедуру получения  координат с клавиатуры. Она выглядит так: 

procedure Zapoln;  
begin  
write('Koordinaty A ');  
readln(ax, ay);  
write('Koordinaty B ');  
readln(bx, by);  
write('Koordinaty C ');  
readln(cx, cy);  
write('Koordinaty D ');  
readln(dx, dy);  
end; 

     Координаты  точки будут вводиться через пробел, при нажатии на Enter переход к следующей точке. Итак, мы получили координаты точек треугольников.  

     Теперь  получим их площади. 

procedure Ploshad(n:integer);  
  var d1,d2,d3,per:real;  
begin  
  d1:=sqrt((ax-bx)*(ax-bx)+(ay-by)*(ay-by));  
  d2:=sqrt((cx-bx)*(cx-bx)+(cy-by)*(cy-by));  
  d3:=sqrt((ax-cx)*(ax-cx)+(ay-cy)*(ay-cy));  
  per:=(d1+d2+d3)/2;  
  per:=sqrt(per*(per-d1)*(per-d2)*(per-d3));

  

if n=1 then per1:=per else  
  if n=2 then per2:=per else  
  if n=3 then per3:=per else  
  if n=4 then per4:=per;  
end; 

sqrt((ax-bx)*(ax-bx)+(ay-by)*(ay-by)) - формула нахождения длины вектора AB. sqrt(per*(per-d1)*(per-d2)*(per-d3)) - та самая формула Герона. Теперь при вызове этой процедуры мы будем указывать номер нужного треугольника. 1 - главный треугольник, 2-4 - треугольники образованные точкой.  

     Теперь  нам нужно найти площади треугольников  образованных точкой. Для этого будем временно подставлять вместо координат одной из вершин координаты точки D. 

procedure Zamena(x:integer);  
begin  
if x=1 then  
   begin  
   q:=cx;  
   w:=cy;  
   cx:=dx;  
   cy:=dy;  
   end else  
if x=2 then  
   begin  
   q:=ax;  
   w:=ay;

   ax:=dx;  
   ay:=dy;  
   end else  
if x=3 then  
   begin  
   q:=bx;  
   w:=by;  
   bx:=dx;  
   by:=dy;  
   end;  
end; 

     Этой  процедуре мы передаем номер операции. Я условно приняла, что нахождение площади ABD - 1, BCD - 2 и ACD - 3. В переменные q и w мы вводим временные координаты точки, чтобы потом можно было их восстановить.  

     Далее идет собственно сама процедура сравнения. 

procedure Sravn;  
begin  
  if per1 = p then  
  Writeln('Da, tochka prenadlegit treugolniku') else  
  Writeln('Net, tochka ne prenadlegit treugolniku'); end; 

     per1 - это площадь главного треугольника, а p - сумма площадей промежуточных треугольников. Но если мы будем сравнивать по этим данным, то ответ будет всегда отрицательным, так как после всех операций где-то далеко после запятой они все-таки расходятся.  

     

     

     Так что нам еще понадобится функция  округления до сотых. 

function Okrug(z:real):real;  
  var a:integer;  
begin  
  z:=z/10*1000;    // После этого в целой части останутся первые 3 цифры      

                                                                                                                  числа.  
  a:=round(z);     // Получаем целую часть, т.е. отбрасываем все ненужное.  
  z:=a/100;    / Делим на 100 и получаем 2 знака после запятой.  
  Okrug:=z;  
end; 

     Написание всех необходимых процедур и функций  закончено, теперь можно переходить к исполняемой части программы. 

Begin  
Zapoln; // Получаем значения с клавиатуры.  
Ploshad(1); // Теперь в per1 находится площадь главного треугольника.  
Zamena(1); // Вместо точки C подставляем D.  
Ploshad(2); // Теперь в per2 находится площадь треугольника ABD.  
cx:=q; // Возвращаем точке C  
cy:=w; // ее координаты.  
p:=per2; // Пока сумма равна площади ABD.  
Zamena(2); // Вместо точки A подставляем D.  
Ploshad(3); // Теперь в per3 находится площадь треугольника BCD.  
p:=p+per3; // Сумма равна площадь ABD + площадь BCD.  
ax:=q; // Возвращаем точке A  
ay:=w; // ее координаты.  
Zamena(3); // Вместо точки B подставляем D.

Ploshad(4); // Теперь в per4 находится площадь треугольника ACD.  
p:=p+per4; // Теперь p = ABD + BCD + ACD.  
p:=Okrug(p); // Округляем сумму до сотых.  
per1:=Okrug(per1); // Округляем площадь главного треугольника до сотых.  
Sravn; // Сравниваем и выводим результат.  
readln; // Ждем нажатия клавиши Enter.  
end.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Предисловие. 

О пользе изучения программирования.

  Еще 10-15 лет назад считалось, что каждый технический специалист должен уметь худо-бедно делать программы для ЭВМ для решения каких-то своих задач. В такой постановке вопроса есть свой резон, ведь программирование — это, прежде всего создание логического алгоритма для достижения желаемой цели (с помощью компьютера или без него). Кроме того, даже если вы будете передавать задачу профессиональному разработчику, то знание основ программирования поможет правильно формулировать задание и вообще понимать "смежника".

     Однако  итоги всеобщего обучения программированию той поры вряд ли можно назвать успешными. На практике получалось так, что тот, кто хотел практически делать программы, осваивал эту технологию самостоятельно. Абсолютное же большинство студентов забывали о программировании вскоре после сдачи зачета. Так было в 80-х годах, так происходит и сейчас (я имею в виду подготовку некомпьютерных специалистов).

     Причин  этому довольно много. В 80-е годы (и ранее) освоение программирования напоминало изучение теории плавания без практических занятий на воде. К этому нужно прибавить откровенно слабую методику преподавания, которое сводилось не к изучению программирования на примере некоторого языка, а к освоению синтаксиса языка без привязки к технологии построения алгоритмов и практической реализации программ.

     Сейчас  компьютеры стали существенно доступнее, но ситуация с изучением программирования практически не улучшилась. Одной из причин этого является принципиальное сомнение в целесообразности его освоения. Действительно, зачем учиться программированию, если можно воспользоваться многочисленными готовыми приложениями? Поэтому  

давайте просто обучать "компьютерной грамоте".