弧度和度数的角度等级

时间:2012-08-25 17:37:53

标签: c++ math trigonometry

我想做一个以弧度或度数初始化的角度类,但我不知道这是不是一个好主意。我正在考虑这样的事情:

Class Diagram

class Radian;
class Degree;

/**
  * My angle class.
  **/
class Angle
{
    private:
        float m_radian;

    public:
        explicit Angle(const Radian& rad);

        explicit Angle(const Degree& deg);

        float GetRadian(void) const
        {
            return this->m_radian;
        }

        float GetDegree(void) const
        {
            return ToDegree(this->m_radian);
        }

        bool IsEqual(const Angle& angle, float epsilon = 0.001f) const
        {
            return Abs<float>(this->m_radian - angle.m_radian) < epsilon;
        }

        void Set(const Angle& ang);

    protected:
        Angle(void) : m_radian(0.0f)
        {}

        Angle(float rad) : m_radian(rad)
        {}
};

class Radian : public Angle
{
    public:
        Radian(void)
        {}

        Radian(float r) : Angle(r)
        {}
};

class Degree : public Angle
{
    public:
        Degree(void)
        {}

        Degree(float d) : Angle(ToRadian(d))
        {}
};

/// Trigonometric functions.
float Sin(const Angle& angle);
...

这样我就不会在我的代码中混淆弧度和度数。但是,这是一个好主意还是我应该使用其他设计?

4 个答案:

答案 0 :(得分:13)

这里根本不需要任何继承。构建对象后,您不再关心差异 - 它们的行为完全相同。因此,您必须解决的唯一问题是如何以可读的方式构建构建 Angle对象。

通常的解决方法是使用named constructors

class Angle
{
    public:
        static Angle fromRadians( float v );
        static Angle fromDegrees( float v );
        // ...

    private:
        Angle( float rad );
        // ...
};

您可以提供具有表达名称的工厂函数,而不是直接调用构造函数。所以你写道:

void f( Angle::fromDegrees( 3.0 ), Angle::fromRadians( 17.0 ) );

答案 1 :(得分:9)

我认为这里不需要继承。就使用你的课程而言,重要的是你得到一个角度 - 无论是以度数还是以弧度开头都是无关紧要的。

免责声明:我之前已经这样做了。完全相同的用例。我的解决方案是使构造函数采用两个参数:数字和单位枚举。我会这样使用我的课程:

Angle a(1.2345, Angle::Radians);
std::cout << a.radians() << a.degrees() << sin(a);

如果你想要方便的方法来创建普通单位的角度,它们可能只是:辅助方法。不需要单独的课程。

Angle r = Radians(2.3);
Angle d = Degrees(180);

无论如何 - 正是我过去常常使用的东西。希望它有所帮助!

答案 2 :(得分:6)

我会建议:

class Radians {
    explicit Radians(float a) : angle_(a) {}
    Radians(Degrees a)        : angle_(a * PI/180.f) {}
    operator float()          { return angle_; }
private:
    float angle_;
}

class Degrees {
    explicit Degrees(float a) : angle_(a) {}
    Degrees(Radians a)        : angle_(a * 180.f/PI) {}
    operator float()          { return angle_; }
private:
    float angle_;
}

这会强制函数的自然单位成为其界面的一部分,我认为这是一件好事。你永远不应该编写一个Sin函数来检查它给出的角度,并进行不同的计算。您可以编写两个版本,让编译器完成工作:

float Sin(Radians x);
float Sin(Degrees x);

或者您只需编写一个(使用实现所需的任何类型 - 可能是弧度):

float Sin(Radians x);

关键不在于你可以有一个“抽象”的角度(我认为它不是一个有用的概念),重点是避免使用弧度混淆度数,并在两个隐式之间进行转换。 / p>

具有抽象基类Angle类会增加语法噪音(您需要在任何地方使用引用)并且可能会降低性能。此解决方案还允许您以所需的单位存储角度,而不是希望您获得“快速路径”。

答案 3 :(得分:1)

对于相同的内角值,我会使用角度作为对象和度,使用弧度作为不同的吸气剂设定器。