ОО-метод для графических интерактивных приложений
Графические абстракции
Многие приложения используют графические изображения для представления объектов внешней системы. Рассмотрим простое множество абстракций, покрывающее эти потребности.
Фигуры (изображения)
Прежде всего нам нужно подходящее множество абстракций для графической части интерактивного приложения. Для простоты мы будем рассматривать только двухмерную графику.
Прекрасную модель представляют географические карты. Карта (страны, области, города) дает визуальное представление некоторой реальности. Проектирование карты использует несколько уровней абстракции:
- Мы должны видеть реальность, стоящую за моделью (в почти абстрактном виде), как множество геометрических форм или фигур. На карте эти фигуры представляют реки, дороги, города и другие географические объекты.
- Карта описывает некоторое множество фигур, называемое миром.
- Карта показывает только часть мира - одну или более областей, называемых окнами. Окна имеют прямоугольную форму. Например, у карты может быть одно главное окно, посвященное стране, и вспомогательные окна, посвященные большим городам или удаленным частям (например, Корсике на картах Франции или Гавайям на картах США).
- Физически карта появляется на физическом носителе изображения, устройстве. Этим устройством обычно является лист бумаги, но им может быть и экран компьютера. Различные части устройства будут предназначены для разных окон.
Четыре базовых понятия - WORLD, FIGURE, WINDOW, DEVICE - легко переносятся на общие графические приложения, в которых мир может содержать произвольные фигуры, представляющие интерес для некоторого компьютерного приложения, а не только представления географических объектов. Прямоугольные области мира (окна) будут изображаться на прямоугольных областях устройства (экрана компьютера).
На рис. 14.2 показаны три плоскости: мир (вверху), окно (посредине) и устройство (внизу). Понятие окна играет центральную роль, поскольку каждое окно связано как с некоторой областью мира, так и с некоторой областью устройства. С окнами также связано единственное существенное расширение базовых понятий - поддержка иерархически вложенных окон. У наших окон могут быть подокна (без всяких ограничений на уровень вложенности). (На рисунке вложенных окон нет.)
Координаты
Нам нужны две системы координат: координаты устройства и мировые координаты. Координаты устройства задают положения элементов, изображаемых на этом устройстве. На экранах компьютеров они часто измеряются в пикселах; пиксел (элемент изображения) - это размер маленькой точки, обычно самого малого из изображаемых элементов.
Стандартной единицы для мировых координат нет и быть не может - систему мировых координат лучше оставить разработчикам: астрономы могут пожелать работать со световыми годами, картографы - с километрами, биологи - с миллиметрами или микронами.
Так как окно отражает часть мира, то у него есть некоторое местоположение (определяемое мировыми координатами x и y его верхнего левого угла) и некоторые размеры (длина по горизонтали и вертикали соответствующей части мира). Местоположение и размеры выражаются в единицах мировых координат.
Так как окно изображается на части устройства, то у него имеется некоторое местоположение на устройстве (определяемое координатами x и y его верхнего левого угла на устройстве) и некоторые размеры на устройстве, все выражаемые в единицах координат устройства. Для окна, не имеющего родителя, местоположение определяется по отношению к устройству, а для подокна местоположение определяется по отношению к его родителю. Благодаря этому соглашению всякое приложение, использующие окна, может выполняться как внутри всего экрана, так и в предварительно размещенном окне.
Операции над окнами
Принимая во внимание иерархическую природу окон, мы сделаем класс WINDOW наследником класса TWO_WAY_TREE, реализующего деревья. В результате все иерархические операции легко доступны как операции на деревьях: добавить подокно (вершину-ребенка), переподчинить другому окружающему окну (другому родителю) и т. д. Для задания положения окна в мире и в устройстве будем использовать следующие процедуры (все с двумя аргументами):
Процедуры _proportional интерпретируют значения своих аргументов как отношение высоты и ширины окна родителя, а аргументами остальных процедур являются абсолютные значения (в мировых координатах для go и pan, и в координатах устройства для процедур _pixel ). Имеются аналогичные процедуры и для задания размеров окна.
Графические классы и операции
Все классы, представляющие фигуры, являются наследниками отложенного класса FIGURE, среди стандартных компонентов которого имеются display ( показать ), hide ( скрыть ), translate ( сдвинуть ), rotate ( повернуть ), scale ( масштабировать ).
Безусловно, множество фигур должно быть расширяемым, позволяя разработчикам приложений (и, опосредованно, конечным пользователям графических средств) определять их новые типы. Мы уже видели, как это можно сделать: предоставить класс COMPOSITE_FIGURE, построенный с помощью множественного наследования из класса FIGURE и такого типа контейнера, как LIST [FIGURE].