Кривая Гильберта

Следующая программа вычерчивает в диалоговом окне кривую Гильберта. На рис. 12.7 приведены кривые Гильберта первого, второго и третьего порядков. Если присмотреться, то видно, что кривая второго порядка получается путем соединения прямыми линиями четырех кривых первого порядка. Аналогичным образом получается кривая третьего порядка, но при этом в качестве "кирпичиков" используются кривые второго порядка. Таким образом, чтобы нарисовать кривую третьего порядка, надо нарисовать четыре кривых второго порядка. В свою очередь, чтобы нарисовать кривую второго порядка, надо нарисовать четыре кривых первого порядка. Таким образом, алгоритм вычерчивания кривой Гильберта является рекурсивным.

Диалоговое окно программы Кривая Гильберта, в котором находится кривая пятого порядка, приведено на рис. 12.8, текст программы — в листинге 12.4.

Рис. 12.7. Кривые Гильберта первого, второго и третьего порядков

Рис. 12.8. Кривая Гильберта пятого порядка

Листинг 12.4. Кривая Гильберта

unit gilbert_;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils,

Variants, Classes, Graphics,

Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, ComCtrls;

type

TForml = class(TForm)

procedure FormPaint(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation {$R *.dfm}

var

p: integer =5; // порядок кривой

u: integer =7; // длина штриха

{ Кривую Гильберта можно получить путем

соединения элементов а,b,с и d.

Каждый элемент строит

соответствующая процедура. }

procedure a(i:integer; canvas: TCanvas); forward;

procedure b(i:integer; canvas: TCanvas); forward;

procedure с(i:integer; canvas: TCanvas); forward;

procedure d(i:integer; canvas: TCanvas); forward;

// Элементы кривой

procedure a(i: integer; canvas: TCanvas);

begin

if i > 0 then begin

d(i-l, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X+u,canvas.PenPos.Y);

a(i-l, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X,canvas.PenPos.Y+u);

a(i-l, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X-u,canvas.PenPos.Y);

с (i-1, canvas);

end;

end;

procedure b(i: integer; canvas: TCanvas);

begin

if i > 0 then begin

c(i-l, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X-u,canvas.PenPos.Y);

b(i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X,canvas.PenPos.Y-u);

b(i-l, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X+u, canvas.PenPos.Y);

d(i-l, canvas);

end;

end;

procedure c(i: integer; canvas: TCanvas);

begin

if i > 0 then begin

b(i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X,canvas.PenPos.Y-u);

с (i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X-u,canvas.PenPos.Y);

c(i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X,canvas.PenPos.Y+u);

a(i-1, canvas);

end;

end;

procedure d(i: integer; canvas: TCanvas);

begin

if i > 0 then begin

a(i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X,canvas.PenPos.Y+u);

d(i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X+u,canvas.PenPos. Y) ;

d(i-1, canvas);

canvas.LineTo(canvas.PenPos.X,canvas.PenPos.Y-u);

b(i-1, canvas);

end;

end;

procedure TForml.FormPaint(Sender: TObject);

begin

Form1.Canvas.MoveTo(u, u) ;

a(5,Form1.Canvas); // вычертить кривую Гильберта

end;

end.

Следует обратить внимание на следующую особенность реализации программы. Процедура, которая вычерчивает элемент а, помимо самой себя (для вычерчивания элемента а кривой более низкого порядка) вызывает процедуры d и ь, описание (текст) которых в тексте программы находится после процедуры а. Чтобы компилятор не вывел сообщение об ошибке, в текст программы помещено объявление процедуры с ключевым словом forward, означающим, что это только объявление, а описание (реализация) находится дальше. Таким образом, уже в процессе компиляции процедуры а, компилятор "знает", что имена ь и d означают процедуры.