Задание: Разработка графического редактора на SFML

Цель:
Создать графическую программу на C++ с использованием библиотеки SFML, которая позволяет пользователям рисовать и управлять различными графическими объектами на экране. Задание направлено на закрепление знаний по static_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast, указателям на функции, созданию статических и динамических библиотек, а также основам ООП в C++.

---

Требования к функциональности

1. Рисование линий:

   • Возможность рисовать линии поверх существующего контента.
   • Изменение цвета пера.
   • Изменение толщины пера.
   • Изменение прозрачности пера.

2. Рисование фигур:

   • Круги:
     • Рисование круга.
     • Возможность ввода и отображения текста внутри круга.
     • Изменение цвета и толщины границы круга.
   • Прямоугольники:
     • Рисование прямоугольника.
     • Возможность ввода и отображения текста внутри прямоугольника.
     • Изменение цвета и толщины границы прямоугольника.

3. Управление объектами:

   • Каждый отрисованный элемент (линия, круг, прямоугольник) должен быть представлен как отдельный объект класса.
   • Возможность перемещения объектов по экрану.
   • Возможность редактирования объектов (например, дорисовывание дополнительных линий).

---

Технические требования

1. Объектно-ориентированное программирование (ООП):

   • Создать базовый класс Shape (или аналогичный), содержащий общие свойства (цвет, толщина, позиция) и виртуальные методы для отрисовки и управления.
   • Отнаследовать от базового класса конкретные классы Line, Circle, Rectangle, реализующие специфичное поведение.
   • Использовать полиморфизм для управления коллекцией объектов через указатели на базовый класс.

2. Использование C++ Casts:

   • Применять static_cast для безопасных преобразований между связанными типами.
   • Использовать dynamic_cast для проверки типа объектов во время выполнения.
   • При необходимости применять reinterpret_cast, обеспечивая понимание потенциальных рисков.

3. Указатели на функции:

   • Реализовать обработку событий (например, нажатие кнопок интерфейса) с использованием указателей на функции.
   • Создать систему обратных вызовов для действий, связанных с объектами (рисование, изменение свойств и т.д.).

4. Создание библиотек:

   • Разделить проект на статическую и/или динамическую библиотеку, содержащую классы графических объектов и связанные функции.
   • Подключить эту библиотеку к основному приложению, демонстрируя умение работать с библиотеками в C++.

5. Работа с SFML:

   • Использовать SFML для создания окна приложения, обработки событий ввода (мышь, клавиатура) и отрисовки графических объектов.
   • Обеспечить плавную работу и отзывчивость интерфейса.

6. Дополнительные требования:

   • Реализовать систему сохранения и загрузки созданных графических объектов (например, в файл формата JSON или XML).
   • Обеспечить пользовательский интерфейс для выбора инструментов рисования, изменения параметров пера и управления объектами.

---

Рекомендации по реализации

1. Структура проекта:

   • Библиотека (Static/Dynamic):
     • Создать проект библиотеки, содержащей определения классов Shape, Line, Circle, Rectangle и связанных функций.
     • Определить интерфейсы и реализации в отдельных заголовочных (.h) и исходных (.cpp) файлах.
   • Основное приложение:
     • Создать отдельный проект, который подключает созданную библиотеку.
     • Реализовать логику взаимодействия с пользователем, отрисовку объектов и управление ими.

2. Использование ООП:

   • Базовый класс Shape может содержать чисто виртуальные методы, такие как draw(), move(), setColor(), и т.д.
   • Производные классы реализуют эти методы, используя возможности SFML для отрисовки.

3. Пример использования C++ Casts:

   • При необходимости определить тип объекта во время выполнения (например, при редактировании), использовать dynamic_cast для безопасного приведения.
   • Применять static_cast для преобразований, связанных с наследованием, когда тип известен на этапе компиляции.
   • Использовать reinterpret_cast только в крайних случаях, понимая возможные риски и последствия.

4. Указатели на функции:

   • Создать функции для обработки событий (например, onDrawLine, onChangeColor) и хранить их в виде указателей или std::function для динамического вызова.

5. Работа с библиотеками:

   • Следовать стандартным методам создания и подключения библиотек в C++ (например, используя CMake для управления сборкой).

---

Критерии оценки

1. Функциональность:

   • Соответствие реализации требованиям задания.
   • Корректность работы основных и дополнительных функций.

2. Качество кода:

   • Читаемость и структурированность кода.
   • Правильное использование ООП принципов.
   • Эффективное применение C++ возможностей (casts, указатели на функции и т.д.).

3. Использование библиотек:

   • Корректная организация проекта с использованием статических/динамических библиотек.
   • Эффективное подключение и использование SFML.

4. Пользовательский интерфейс:

   • Удобство и интуитивность интерфейса.
   • Реализация функций сохранения и загрузки.

5. Документация:

   • Наличие комментариев в коде.
   • Предоставление инструкции по сборке и использованию программы.

---

Рекомендованная структура классов

// Shape.h
#pragma once
#include <SFML/Graphics.hpp>
#include <string>

class Shape {
public:
    virtual ~Shape() {}
    virtual void draw(sf::RenderWindow& window) = 0;
    virtual void move(float offsetX, float offsetY) = 0;
    virtual void setColor(const sf::Color& color) = 0;
    virtual void setThickness(float thickness) = 0;
    // Дополнительные методы
};

// Line.h
#pragma once
#include "Shape.h"

class Line : public Shape {
private:
    sf::VertexArray vertices;
    float thickness;
public:
    // Конструктор
    // Переопределение виртуальных методов
    // Дополнительные методы
    // Возможно деструктор
};

// Circle.h
#pragma once
#include "Shape.h"
#include <SFML/Graphics.hpp>

class Circle : public Shape {
private:
    sf::CircleShape circle;
    sf::Text text;
public:
    // Конструктор
    // Переопределение виртуальных методов
    // Дополнительные методы
    // Возможно деструктор
};

// Rectangle.h
#pragma once
#include "Shape.h"
#include <SFML/Graphics.hpp>

class Rectangle : public Shape {
private:
    sf::RectangleShape rectangle;
    sf::Text text;
public:
    // Конструктор
    // Переопределение виртуальных методов
    // Дополнительные методы
    // Возможно деструктор
};

---

Полезные ресурсы

• SFML Документация: https://www.sfml-dev.org/documentation/
• Файл SFML_info.MD подготовленный для данного семинара: https://github.com/NimblePython/seminar-7/blob/main/SFML_info.MD/
• Руководство по созданию библиотек в C++: Смотрите лекции на страницах moodle университета
• Справка по структуре программ в C++: LearnCpp - Static and Dynamic Libraries
• Примеры использования C++ Casts: cppreference.com - C++ Cast Operators
• Уроки по C++ Casts: cplusplus.com - Type conversions

---

Срок выполнения

До конца ноября 2024 г.

Формат сдачи

• Исходный код проекта с понятной структурой папок.
• Инструкции по сборке и запуску программы.
• Краткая документация по использованным классам и архитектуре приложения.
• Примеры сохраненных файлов (если реализована функция сохранения).

---

Советы по выполнению

1. Планирование: Начните с проектирования классов и определения их взаимодействий. Это поможет избежать переработки архитектуры в процессе разработки.

2. Постепенная реализация: Реализуйте функционал поэтапно — сначала базовое рисование линий, затем добавление кругов и прямоугольников, далее управление объектами и т.д.

3. Тестирование: Регулярно тестируйте каждую часть приложения, чтобы своевременно обнаруживать и исправлять ошибки.

4. Использование контроля версий: Рекомендуется использовать систему контроля версий (например, Git) для отслеживания изменений и облегчения совместной работы (если применимо).

5. Комментарии и документация: Пишите понятные комментарии и поддерживайте документацию актуальной, чтобы облегчить понимание кода вам и другим.