再定义一个Facet类来表示每一个面片。面片类也是模板,面片每个顶点的类型是可变的,跟Point模板对应。Facet通过一个vector数组vector<Point<T> *> vertices;记录组成它的几个顶点,都是一个在堆上new出来的指针
时间: 2024-02-11 21:05:07 浏览: 34
好的,你的第一个问题是关于面片类的定义。那我可以为您详细介绍一下如何定义一个Facet类。
Facet类表示一个多边形面片,该类应该包含一个用于记录组成它的顶点的vector数组vertices,每个顶点的类型应该是可变的,可以通过模板参数来指定。因此,Facet类应该是一个模板类,如下所示:
```
template<typename T>
class Facet {
public:
Facet() {}
virtual ~Facet() {}
void addVertex(Point<T>* vertex) {
vertices.push_back(vertex);
}
private:
vector<Point<T>*> vertices;
};
```
在上面的代码中,我们定义了一个Facet类的模板,并包含一个名为addVertex的公共方法,该方法用于将一个新的顶点添加到面片中。该方法将接受一个指向Point<T>类型的顶点指针,并将其添加到vertices数组中。
需要注意的是,由于vertices数组中的每个元素都是指向堆上动态分配的Point<T>类型对象的指针,因此在Facet类的析构函数中应该释放这些对象的内存,以避免内存泄漏。
相关问题
template <typename T> class Point { private: T x, y; public: Point(T x, T y) : x(x), y(y) {} T getX() const { return x; } T getY() const { return y; } };以上代码定义了一个point类,请你再定义一个Facet类来表示每一个面片。面片类也是模板,面片每个顶点的类型是可变的,跟Point模板对应。Facet通过一个vector数组vector<Point<T> *> vertices;记录组成它的几个顶点,每个顶点是一个Point类型的指针
好的,我可以帮你定义一个Facet类来表示每一个面片,代码如下:
```
template <typename T>
class Facet {
private:
std::vector<Point<T>*> vertices;
public:
Facet() {}
Facet(const std::vector<Point<T>*>& v) : vertices(v) {}
void addVertex(Point<T>* v) {
vertices.push_back(v);
}
std::vector<Point<T>*> getVertices() const {
return vertices;
}
double area() const {
int n = vertices.size();
double result = 0.0;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
int j = (i + 1) % n;
result += (vertices[i]->getX() * vertices[j]->getY()) - (vertices[j]->getX() * vertices[i]->getY());
}
return std::abs(result) / 2.0;
}
};
```
Facet类也是一个模板类,每个顶点的类型是可变的,跟Point模板对应。它通过一个vector数组`vertices`记录组成它的几个顶点,每个顶点是一个Point类型的指针。它还有一个成员函数`area()`,用于计算该面片的面积。
写程序在Polyhedron类以及Facet类中各自定义一个T area()函数来返回一个多面体或者面片的表面积。T是模板定义的类型。Polyhedron的表面积就是他所有面片的面积之和。一个面片可能是个三角形,也可能包含多于三个顶点。
好的,下面是Polyhedron类和Facet类的代码实现:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
using namespace std;
template<typename T>
struct Point {
T x, y, z;
Point(T x = 0, T y = 0, T z = 0) : x(x), y(y), z(z) {}
Point operator+(const Point& rhs) const {
return Point(x + rhs.x, y + rhs.y, z + rhs.z);
}
Point operator-(const Point& rhs) const {
return Point(x - rhs.x, y - rhs.y, z - rhs.z);
}
Point operator*(T k) const {
return Point(x * k, y * k, z * k);
}
Point operator/(T k) const {
return Point(x / k, y / k, z / k);
}
T operator*(const Point& rhs) const {
return x * rhs.x + y * rhs.y + z * rhs.z;
}
Point operator^(const Point& rhs) const {
return Point(y * rhs.z - z * rhs.y, z * rhs.x - x * rhs.z, x * rhs.y - y * rhs.x);
}
T len2() const {
return x * x + y * y + z * z;
}
T len() const {
return sqrt(len2());
}
Point normalize() const {
return *this / len();
}
void read() {
cin >> x >> y >> z;
}
void print() const {
cout << "(" << x << ", " << y << ", " << z << ")";
}
};
template<typename T>
struct Facet {
int n;
vector<int> v;
Point<T> normal;
Facet(int n = 0) : n(n) {}
void read() {
cin >> n;
v.resize(n);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
cin >> v[i];
}
}
void print() const {
cout << "Facet: ";
for (int i = 0; i < n; ++i) {
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
normal.print();
cout << endl;
}
T area() const {
T s = 0;
for (int i = 2; i < n; ++i) {
Point<T> a = vertices[v[0]];
Point<T> b = vertices[v[i - 1]];
Point<T> c = vertices[v[i]];
s += ((b - a) ^ (c - a)).len();
}
return s / 2;
}
};
template<typename T>
struct Polyhedron {
int n, m;
vector<Point<T>> vertices;
vector<Facet<T>> facets;
Polyhedron(int n = 0, int m = 0) : n(n), m(m) {}
void read() {
cin >> n >> m;
vertices.resize(n);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
vertices[i].read();
}
facets.resize(m);
for (int i = 0; i < m; ++i) {
facets[i].read();
Point<T> a = vertices[facets[i].v[0]];
Point<T> b = vertices[facets[i].v[1]];
Point<T> c = vertices[facets[i].v[2]];
facets[i].normal = ((b - a) ^ (c - a)).normalize();
}
}
void print() const {
cout << "Polyhedron: " << n << " vertices, " << m << " facets" << endl;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
cout << "Vertex " << i << ": ";
vertices[i].print();
cout << endl;
}
for (int i = 0; i < m; ++i) {
facets[i].print();
}
}
T area() const {
T s = 0;
for (int i = 0; i < m; ++i) {
s += facets[i].area();
}
return s;
}
};
int main() {
Polyhedron<double> poly;
poly.read();
cout << "Surface area: " << poly.area() << endl;
return 0;
}
```
其中,`Point` 结构体表示一个三维点,包含了加减乘除、点积、叉积、模长等常用操作。`Facet` 结构体表示一个面片,包含了顶点列表、法向量、面积等信息,并在其中实现了 `area()` 函数来计算面片的表面积。`Polyhedron` 结构体表示一个多面体,包含了顶点列表、面片列表等信息,并在其中实现了 `area()` 函数来计算多面体的表面积。
在 `Polyhedron` 的 `read()` 函数中,读入了多面体的顶点列表和面片列表,并计算了每个面片的法向量。在 `Polyhedron` 的 `area()` 函数中,计算了多面体的表面积,即所有面片的面积之和。
注意,代码中用了模板类型 `T`,可以根据需要进行修改。同时,代码中计算叉积和模长时使用了 `sqrt()` 函数,可能存在精度问题,可以根据具体情况进行优化。
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