综合实验报告一

综合实验报告

(2011-- 2012年度第一学期)

名 称：面向对象程序设计综合实验(1) 题 目： 器件类的设计与实现 院 系： 数理系 班 级： 信息班 学 号：

学生姓名： 指导教师： 王 涛 设计周数： 1周

成 绩：

日期：2011年8月29日

一、实验的目的与要求

1． 培养信息类学生面向对象编程技术的基本能力。 2． 掌握C#程序设计语言。

3． 了解面向对象编程的基本概念。熟练掌握类的编写，掌握类的封装、类的继承，

掌握函数的重载，掌握类的构造函数和析构函数的编写。

二、实验

1. 实验内容与成果要求

基本要求：完成变压器类、开关类、刀闸类、线路类、母线类、节点类和发电机类的设计与调试。

基本要求：鼠标在屏幕上通过操作可以绘制基础电力设备器件。 提高要求：能实现设备的平移。 提高要求：能实现设备的旋转。 2. 分析

此实验总共有九个电力设备类型，可以通过建立一个电力设备抽象类（父类）的方法来简化编程，通过子类继承、覆写来实现各个电力设备的差异化。

1．父类里应大致包括起点位置、宽度、高度、比例等基本参数，还应有设备的画法、平移方法、设备临域的计算方法等基本方法；

2．每个电力设备都应画在一个矩形框中，方便操作和定位； 3. 实现过程

3.1. 总设备抽象类（Element）的设计与实现

Element是所有电力设备类型的父类，应具有所有电力设备的公共属性和通用方法，它是从Object继承的类。定义参数变量x,y,w,h,b,分别用于存储画图时矩形框的横坐标、纵坐标、宽、高、比例。如下：

private float x;

private float y; private float w; private float h;

private float b;

并用get,set方法进行封装。然后定义Element类的方法如下：

1） public virtual void draw(Graphics g ，Pen mypen)

该函数用于绘制设备图形，是虚函数，因此可以在子类中对其进行覆写； 2） public RectangleF Move_Rect(RectangleF r,float x,float y,float b)

该函数用于图形平移时坐标的变化； 3） public bool is_pick(PointF p)

该函数用于判断设备是否被拾起，p为鼠标点下时的坐标，返回值为布尔值，当值

为真时代表拾起，值为假时代表未被拾起；

3.2 母线（Bus）的设计与实现

Bus是继承Element的子类，除了从Element中继承来的所有变量外，母线没有其他私有变量；除了从Element中继承来方法，Bus没有其他私有方法；这里对图形画法进行覆写； 其方法如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen)

{

g.DrawLine(mypen, X*B , Y *B, (X + W) * B, Y* B);

}

3.3 开关（Break）的设计和实现

Break是继承Element的子类，从Element中继承了所有的变量和方法。这里需要定义5个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location() {

r1=new RectangleF(0,-2,4,4);

r2=new RectangleF(4,0,5,0); r3=new RectangleF(9,-5,15,10); r4=new RectangleF(24,0,5,0); r5=new RectangleF(29,-2,4,4);

}

然后在各个矩形里画相应的图形。覆写draw方法如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen) {

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); g.DrawRectangle(mypen, r3.X, r3.Y, r3.Width, r3.Height); g.DrawLine(mypen, r4.X, r4.Y, r4.X + r4.Width, r4.Y); g.DrawEllipse(mypen, r5);

}

3.4 刀闸（Daozha）的设计与实现

Daozha也是继承Element的子类，从Element中继承了所有的变量和方法。这里需要定义7个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location()

{

r1 = new RectangleF(0, -2, 4, 4); r2 = new RectangleF(4, 0, 10, 0); r3 = new RectangleF(14, -2, 4, 4); r4 = new RectangleF(18, 0, 15, -10); r5 = new RectangleF(33, -2, 4, 4); r6 = new RectangleF(37, 0, 10, 0); r7 = new RectangleF(47, -2, 4, 4);

}

然后在各个矩形里画相应的图形。对draw方法的覆写如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen)

{

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); g.DrawEllipse(mypen, r3);

g.DrawLine(mypen, r4.X, r4.Y, r4.X + r4.Width, r4.Y + r4.Height); g.DrawEllipse(mypen, r5);

g.DrawLine(mypen, r6.X, r6.Y, r6.X + r6.Width, r6.Y); g.DrawEllipse(mypen, r7); }

3.5 电容（DRong）的设计与实现

DRong是继承Element的子类，继承了Element所有的变量和方法。这里需要定义6个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location()

{

r1 = new RectangleF(0, -2, 4, 4); r2 = new RectangleF(4, 0, 10, 0); r3 = new RectangleF(14, -4, 0, 8); r4 = new RectangleF(19, -4, 0, 8); r5 = new RectangleF(19, 0, 10, 0); r6 = new RectangleF(29, -2, 4, 4);

}

然后在各个矩形里画相应的图形。覆写draw方法如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen) {

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); g.DrawLine(mypen, r3.X, r3.Y, r3.X, r3.Y + r3.Height); g.DrawLine(mypen, r4.X, r4.Y, r4.X, r4.Y + r4.Height); g.DrawLine(mypen, r5.X, r5.Y, r5.X + r5.Width, r5.Y); g.DrawEllipse(mypen, r6); }

3.6 接地线（Jiedi）的设计与实现

Jiedi是继承Element的子类，继承了Element所有的变量和方法。这里需要定义5个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location() {

r1 = new RectangleF(-2, 0, 4, 4); r2 = new RectangleF(0, 4, 0, 10); r3 = new RectangleF(-11, 14, 22, 0); r4 = new RectangleF(-7, 18, 14, 0); r5 = new RectangleF(-5, 22, 10, 0);

}

然后在各个矩形里画相应的图形。覆写draw方法如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen) {

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X, r2.Y + r2.Height); g.DrawLine(mypen, r3.X, r3.Y, r3.X + r3.Width, r3.Y); g.DrawLine(mypen, r4.X, r4.Y, r4.X + r4.Width, r4.Y); g.DrawLine(mypen, r5.X, r5.Y, r5.X + r5.Width, r5.Y);

}

3.7 二绕变压器（Transfer）的设计与实现 Transfer是继承Element的子类，继承了Element所有的变量和方法。这里需要定义6个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location() {

r1 = new RectangleF(0, -2, 4, 4); r2 = new RectangleF(4, 0, 10, 0); r3 = new RectangleF(14, -10, 20, 20); r4 = new RectangleF(24, -10, 20, 20); r5 = new RectangleF(44, 0, 10, 0); r6 = new RectangleF(, -2, 4, 4);

}

然后在各个矩形里画相应的图形。覆写draw方法如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen) {

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); g.DrawEllipse(mypen, r3); g.DrawEllipse(mypen, r4);

g.DrawLine(mypen, r5.X, r5.Y, r5.X + r5.Width, r5.Y); g.DrawEllipse(mypen, r6); }

3.8 三绕变压器（Three_trans）的设计与实现

Three_trans是继承Element的子类，继承了Element所有的变量和方法。这里需要定义9个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location() {

r1 = new RectangleF(0, -2, 4, 4); r2 = new RectangleF(4, 0, 10, 0); r3 = new RectangleF(14, -5, 20, 20); r4 = new RectangleF(24, -5, 20, 20); r5 = new RectangleF(19, -15, 20, 20); r6 = new RectangleF(44, 0, 10, 0);

r7 = new RectangleF(, -2, 4, 4); r8 = new RectangleF(29,-25,0,10); r9 = new RectangleF(27,-29,4,4);

}

然后在各个矩形里画相应的图形，覆写draw方法如下:

public override void draw(Graphics g, Pen mypen) {

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); g.DrawEllipse(mypen, r3); g.DrawEllipse(mypen, r4); g.DrawEllipse(mypen, r5);

g.DrawLine(mypen, r6.X, r6.Y, r6.X + r6.Width, r6.Y); g.DrawEllipse(mypen, r7);

g.DrawLine(mypen, r8.X, r8.Y, r8.X, r8.Y + r8.Height); g.DrawEllipse(mypen ,r9); }

3.9 线路（XianLu）的设计与实现

XianLu是继承Element的子类，继承了Element所有的变量和方法。这里需要定义2个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location() {

r1 = new RectangleF(0, -2, 4, 4); r2 = new RectangleF(4, 0, 20, 0);

}

然后在各个矩形里画相应的图形，覆写draw方法如下： public override void draw(Graphics g, Pen mypen)

{

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); }

3.10 发电机（Generator）的设计与实现

Generator是继承Element的子类，继承了Element所有的变量和方法。这里需要定义7个外接矩形并设定坐标如下：

private void _computer_location() {

r1 = new RectangleF(0, -2, 4, 4); r2 = new RectangleF(4, 0, 10, 0); r3 = new RectangleF(14, -10, 20, 20); r4 = new RectangleF(14, -5, 10, 8); r5 = new RectangleF(24, -5, 10, 8); r6 = new RectangleF(34, 0, 10, 0);

r7 = new RectangleF(44, -2, 4, 4);

}

然后在各个矩形框里画相应的图形，覆写draw方法如下：

public override void draw(Graphics g, Pen mypen) {

_computer_location(); g.DrawEllipse(mypen, r1);

g.DrawLine(mypen, r2.X, r2.Y, r2.X + r2.Width, r2.Y); g.DrawEllipse(mypen, r3);

g.DrawArc(mypen, r4, 0, -180);//不对吧，不知道 g.DrawArc(mypen, r5, 0, 180);

g.DrawLine(mypen, r6.X, r6.Y, r6.X + r6.Width, r6.Y); g.DrawEllipse(mypen, r7); }

3.11 windows窗体设计（以开关为例）

（a）双击ToolStripMenuItem的各项，进入里面写代码：

private void 开关ToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {

draw_type = \"开关\";

}

(b) 定义一个device-set变量，类型为list，用来存储画上的元件。

(c) 定义draw-type 确定所画设备类型和mouse_status 鼠标状态。引入事件MouseDown ，代码如下：

Break breaker = new Break(x, y, 33F, 10F, 1F);

breaker.draw(graphics, pen);

device_list.Add(breaker);

这样，当鼠标点中绘制设备，再选择开关时，就可以画出开关。其他器件类似，用if语句实现选择。

（d）由于窗体最小化后为了避免图像丢失，所以必须定义重绘函数。 private void draw_all() {

if (device_list.Count > 0) {

Graphics graphics = this.CreateGraphics(); Pen pen = new Pen(Color.Black, 1F); graphics.Clear(this.BackColor);

for (int i = 0; i < device_list.Count; i++) {

device_list[i].draw(graphics,pen); } }

}

3.12 实现设备的移动

（1）在Element类中已经定义过判断是否拾取函数is_pick，现在在Form1里设计一个元件是否被拾取的方法：遍历设备集中画好的元件，调用 is-pick方法，值为true就返回设备的索引值。 private int pick(PointF p) {

int bh=-1;

if (device_list.Count > 0) {

for (int i = 0; i < device_list.Count; i++) {

if (device_list[i].is_pick(p)) {

bh=i; break; } } }

return bh;

}

用if语句在MouseDown事件中编写鼠标状态为“移动”时引发的结果：定义一个名为pick-num的变量记录被拾取设备的索引值，初始值为-1，把选中设备的索引值赋给它 ，并用x_w、y_w表示鼠标选中位置与左上角坐标的偏移量。设计鼠标移动时（MouseMove）触发的事件：当有选中的设备（pick-num>=0）时， 把鼠标的坐标加上偏移量赋值给元件坐标值，重绘即可。

private void 平移ToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e) {

mouse_type = \"平移\"; }

private void Form1_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e) {

if (pick_num >= 0) {

float x = (float)e.X; float y = (float)e.Y;

device_list[pick_num].X = x-x_w; device_list[pick_num].Y = y-y_w ; draw_all(); }

}

三、实验总结 1. 收获

C#语言对我们来说是完全陌生的，通过这次实验了解了C#编程的基本方法和思路。在本实验用到了封装、继承、虚方法、覆写等知识点，反复练习后基本掌握了这些。另外也体会到做事需要耐心和细心。 2. 重难点

找出共有属性和方法； 对各个类的封装； 完成系统化实现。 3. 亮点

通过不断修正找到实现设备移动的比较合理的坐标设计方法。 参考文献 无