C++ APPRENDRE ET PROGRAMMER

29 Pages·2012·0.93 MB·French

"C++ APPRENDRE ET PROGRAMMER"
Sélection de Bonnes Feuilles -> extrait du Chap 5 :
"Manipulation d’une matrice et classes"
Août 2012
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Miseenplaceduprojet
Cechapitrevaêtrel’occasiondedévelopperlejeudulabyrinthe,unprogramme
unpetitpeuplusévoluéparrapportàcequenousavonsfaitjusqu’ici.Nous
utiliseronsencesenslabibliothèquegraphiqueOpenGL.
CettebibliothèqueaétéprésentéeauchapitreGraphiquededonnées.
Lejeudulabyrintheconsisteàdéplacerunbonhommedansunniveau
"labyrinthique",unpeuàlamanièred’unPacman,le"fossile"dujeuvidéo.Des
ennemisdonnerontdufilàretordreaujoueurafind’éviterquecelanedevienneun
parcoursdesanté.Deplus,lesdéplacementsdecesennemisserontcontrôléspar
uneintelligenceartificielled’unecomplexitéextrême,procheduhasard,cequi
5
apporterauncôté"imprévisible"audéroulementdujeu.
Leniveaudujeuseravu"dedessus",endeuxdimensions.Lejoueurpourrafaire
évoluersonpersonnagedansleniveauenlecontrôlantàl’aidedesflèches
directionnellesdesonclavier.Partantd’unpointA,ilessaieraderejoindreun
pointBtoutenévitantlesennemissanguinairesrodantauxalentours.
Noussouhaitonsquelacréationdesniveauxdejeusoitfacilementréalisable.Notre
objectifestd’offriràquiconquelapossibilitédes’endonneràcœurjoiepour
"designer"sespropresniveauxetyplacerstratégiquementdesennemis.Deplus,la
tailledesniveauxneserapasfixée,cequipermettradecréerdesplateauxdetoutes
sortes:petits,grands,carrés,rectangulaires,etc.
5.1 Mise en place du projet
Configuration pour OpenGL
CréezunnouveauprojetvidedetypeApplicationConsoleWin32.Nommez-le
LabyrinthedansunenouvellesolutionégalementappeléeLabyrinthe.Créez-yun
nouveaufichiersourcevierge,main.cppparexemple.Incluezlesfichiersd’en-tête
habituelsetcréezunefonctionmainvide.EnemployantGLUT,configurezleprojet
pourqu’ilpuisseaccueillircettebibliothèque.
Pourconfigurerleprojet,reportez-vousauchapitreGraphiquededonnées.Par
ailleurs,unrécapitulatifcomplet,expliquantcommentconfigurerunprojetVisual
C++pourlesbibliothèquesOpenGLetGLUT,estconsultabledansl’annexe
ConfigurerunprojetpourGLUTetOpenGL.
Vérifiezquelefichierd’en-têteglut.hestbieninclusdepuisvotrefichiersource.
#include "GL/glut.h"
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Chapitre5-Manipulationd’unematriceetclasses
Mise en place des données principales
Lapremièredonnéequenouspouvonsdéclarerestlatailleduniveau.Nousaurons
forcémentbesoindunombredecolonnesetdelignesdelagrilleduniveaupour
pouvoirlegérer.Déclarezdeuxvaleursentièresglobales.
int NbColonnes, NbLignes; // Taille du niveau
Danslafonctionprincipaleduprogramme,commençonsparaffecterdesvaleurs
auxtroisvariablesglobalespournepasleslaissernoninitialisées(lesaffectations
multiplesdugenreTailleX=TailleY=0sontpossibles).CréonslafenêtreOpenGLet
définissonslafonctionLabyAffichageentantquefonctiond’affichage,etLabyRedimen
tantquefonctionderedimensionnement.
Reportez-vousauchapitreGraphiquededonnéespoursavoircommentutiliser
GLUTetcréerunefenêtreOpenGL.
Listing 5-1:Fonctionprincipaleduprogramme
void main(void)
{
NbColonnes=NbLignes=0; // Initialisation de la taille
/* Gestion de graphique */
// Position de la fenêtre
glutInitWindowPosition(10, 10);
// Taille de la fenêtre
glutInitWindowSize(500, 500);
// Mode d'affichage
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_SINGLE);
// Création de la fenêtre
glutCreateWindow("Labyrinthe");
// Fonction d'affichage
glutDisplayFunc(LabyAffichage);
// Fonction de redimentionnement
glutReshapeFunc(LabyRedim);
glutMainLoop();
}
Bienentendu,nousdevonsdéfinircesdeuxfonctionsd’événementsdansnotre
programme.Lafonctiond’affichagenedoitposséderaucunparamètre.C’estlàque
touteslesinstructionsd’affichageserontappelées.Nouseffaceronstoutd’abord
l’écrandejeuafindepouvoircommencerledessinsurunsupportvierge,en
spécifiantlacouleurdefondenblanc.L’instructionglMatrixMode(quenousne
détailleronspasdanscechapitre)permetdespécifierlamatriceactiveenvuede
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Miseenplaceduprojet
disposerlesélémentssurlascènelorsdudessin.Aprèslesinstructionsd’affichage,
l’appelàglFlushpermetdeterminerledessindelascène.
Listing 5-2:Fonctiond’affichage
void LabyAffichage();
void LabyAffichage() {
// Définit la couleur de fond
glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
// Efface l'écran
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// Définit la matrice de modélisation active
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
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/* Instructions d'affichage ici */
glFlush(); // Achève l'affichage
}
Lesfonctionnalitésplusavancéesd’OpenGL,commelamanipulationdesmatrices
demodélisation,sonttraitéesauchapitreInitiationàla3Dtempsréel:OpenGL.
Lafonctionderedimensionnementdemandeenparamètredeuxvaleursentières
correspondantàlatailledelafenêtre(largeur/hauteur).L’instructiongluOrtho2D
permetdespécifierl’échelledudessin.Lepremiercouple(0.0,NbColonnes)permet
dedéfinirlescoordonnéesmaximaleshorizontalement(gauche/droite)et(NbLignes,
0.0)lescoordonnéesextrêmesverticalement(bas/haut,etnonhaut/bas!).Ainsi
l’appelàgluOrtho2D(0.0,NbColonnes,NbLignes,0.0)spécifielepixeldecoordonnées
(0,0)commeétantlecoinsupérieurgauchedelafenêtreetlepixel(NbColonnes,
NbLignes)lecoininférieurdroit.
Listing 5-3:Fonctionderedimensionnement
void LabyRedim(int x, int y);
void LabyRedim(int x, int y) {
glViewport(0, 0, x, y);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluOrtho2D(0.0, (double)NbColonnes,
(double)NbLignes, 0.0);
}
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Chapitre5-Manipulationd’unematriceetclasses
5.2 Gérer le niveau : les matrices
Lesniveauxdejeudanslesquelslejoueurévolueraserontdeslabyrinthes,endeux
dimensionset"vusdedessus"commedansPacmanouBomberman.Dansnotre
programme,nousstockeronscesinformationsdansuntableau,nonpasàuneseule
dimensioncommeceluiquinousaserviàstockerNélèves(tableau"ligne"),maisà
deuxdimensions(ilcontiendradoncdeslignesetdescolonnes).
PoursavoircommentstockerNélèvesdansuntableauàunedimension,reportez-
vousauchapitreInterfacedesaisie.
Pourtracerlesniveaux,nouspourrionsdéfinirlestableaux"directementdansle
code",c’est-à-dire"endur"commeonleditenjargondeprogrammation.L’ennuide
cettesolutionprovientdumanqueinhérentd’évolutivitéetdesouplessedu
programme.Ellenouscontraindraitàmodifierlecodeduprogrammeetdoncàle
recompileravecVisual,s’ildevenaitnécessairedemodifierlaconceptionoulataille
d’unniveau.Unjoueurnepourraitpas,dèslors,créersespropresniveauxdejeu.
Unesolutionbeaucouppluspratique,etévolutive,estdestockerlesdonnéesd’un
programmedansdesfichiersexternes.Dansn’importequeljeuvidéo,lesanimations
despersonnagesnesontpasconservéesendurdansleprogramme.Ellessont
stockéesdansdesfichiersexternesspéciaux,éditésàl’aidedelogicielsd’animation
(3DStudio,Maya…).Demêmepourlestextures(lesimagesplaquéessurles
polygonesd’unescène3D)sontgénéralementstockéesdansdesfichiersimagede
type.bmp,.jpgouencore.tga.
Stocker les niveaux
Figure5-1:
Fichierniveau.txt
Pournotrepart,nousallonsstockerlesniveauxdenotrejeudansdesfichierstexte
facilementéditablesàl’aideden’importequeléditeurdetexte,telleBloc-notes.
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Gérerleniveau :lesmatrices
OuvronsdoncleBloc-notesdeWindowsetcréonsunnouveaufichiertexteque
nousnommeronsniveau.txt.Nousallonsdevoiràprésent"dessiner"leniveaudejeu
sousformed’unegrilledecaractères.Choisissonsparexemplelecaractère0pour
spécifierunmur,etlecaractère1uneallée(ouuncouloir).Formonscettegrilleen
composantunassemblageastucieuxde0etde1.Voiciunexempledepetitniveau
labyrinthiqueréalisable:
SauvegardonscefichierdansledossierduprojetLabyrinthe\Labyrinthe,àcôtédu
fichiersourcedecedernier.
Figure5-2:
Enregistrement
dufichierniveau.
txt 5
Bienqu’étantstockédanscefichiertexte,lecontenuduniveaudejeudevraêtre
récupérédansnotreprogramme.Letypededonnéesquenousallonsutiliserpour
stockerunegrilledeceformatestuntableauàdeuxdimensions:unedimension
pourlescolonnes,etunedimensionpourleslignes.Mathématiquement,celase
nommeunematrice.Nousallonsvoircommentalloueruntableaudecetype.
Defaçonstatique,untableauàdeuxdimensionsde4×5contenantdesbooléens
s’allouedelafaçonsuivante:
bool tableau_statique[4][5];
Cependant,dansnotrecas,neconnaissantpaslatailleduniveauàl’avance,nous
devonspasserparuneallocationdynamique.Avantdepouvoirallouercette
matrice,nousdevonsconnaîtresesdimensions.Ilseraitpossibledelesdéterminer
enlisantunepremièrefoislecontenudufichier,puisenlelisantunedeuxièmefois
pourremplirletableau.Maisilestplussimpleetplusrapided’écrirelatailledela
matricedirectementdanslefichieroùeststockéleniveau.Spécifionstoutd’abord
sonnombredecolonnes,puissonnombredelignes.
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Chapitre5-Manipulationd’unematriceetclasses
Figure5-3:
Ajoutdelataille
delagrilledansle
fichierduniveau
Allouer un tableau à deux dimensions
Untableauàunedimensionestdéfiniparunpointeurpointantsurlapremière
cellule.Alloueruntableaud’entiersàl’aidedel’instructionint*tab=newint[N]
auraitpoureffetdecréerNcellulespouvantaccueillirchacuneunentier.
Untableauàdeuxdimensionsestenréalitéuntableaudetableaux,cequi
correspondàundoublepointeur.Lamarcheàsuivrepouralloueruntableaude
C×Lentiersestdoncd’alloueruntableaudeCcellules.Chaquecellulepeut
accueillirunpointeur(simple)surunentier.Ilfautensuitealloueruntableaude
LentierspourchacunedecesCcellules.Leschémasuivantreprésenteune
allocationàdeuxdimensions:
Figure5-4:
Schématisation
d’uneallocation
dynamiqued’un
tableauàdeux
dimensions
Doublepointeur
Commençonspardéclarerengloballedoublepointeurpermettantd’identifierla
matriceduniveau.Undoublepointeursedéclareàl’aidededeuxétoiles.Dela
mêmemanière,untriplepointeursedéclareavectroisétoiles.Étantdonnéque
l’informationcontenuedansunfichiertexteestdutexte,choisissonsunematricede
caractères(typechar)pourstockerlesdonnéesduniveau.Celasimplifieralalecture.
char** Matrice; // Matrice contenant le niveau
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Gérerleniveau :lesmatrices
InitialisonscedoublepointeuràlavaleurNULL(ilnepointesurrien)audébutdela
fonctionmain(vouspouveztoutàfaitl’initialiserdirectementlorsdesadéclaration).
Matrice = NULL; // Initialisation du double pointeur
CréonsunefonctionOuvrirNiveauquipermettradechargerunniveau.Elleprendra
commeparamètreunechaînedecaractèrescorrespondantaunomdufichier
contenantleniveauàcharger.L’appeldecettefonctionseradelaforme
OuvrirNiveau("niveau.txt").Unechaînedecaractèresétantuntableau,etuntableau
étantdéfiniparunpointeursurlapremièrecellule,unparamètrechaînede
caractèresestdutypechar*.
void OuvrirNiveau(char* nom_fichier);
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void OuvrirNiveau(char* nom_fichier) // Définition
{
// Instruction d'ouverture du niveau
}
Tableauenparamètre
Passeruntableau(parexempled’entiers)enparamètreàunefonctionse
réalisevialasyntaxeint*nom.Ilestégalementpossibled’utiliserlasyntaxe
intnom[].Ainsilesdeuxdéclarationssuivantessontéquivalentes:
void fonction1(int* tableau); // Ces deux déclarations
void fonction2(int tableau[]); // sont identiques
Àl’intérieurdenotrefonction,nousallonsallouerlamatriceMatriceavantdelirele
fichierniveau.txtpourchargerlesinformationscontenues.Pourallouercette
matrice,nousdevonsconnaîtresatailleNbColonnes×NbLignes.Dansunpremier
temps,fixonscesvaleurs.
NbColonnes = 10;
NbLignes = 8;
Allocationdynamique
Maintenantquelatailledelamatriceestfixée,nouspouvonsallouercettedernière.
Commenousl’avonsmentionnéprécédemment,uneallocationdynamiqueàdeux
dimensionsnécessitedeuxétapes:
j alloueruntableaudeNbColonnespointeurssurchar:
// Allocation du tableau du niveau
Matrice = new char*[NbColonnes];
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Chapitre5-Manipulationd’unematriceetclasses
j alloueruntableaudeNbLignescellules(detypechar)parpointeur:
for(int i=0; i< NbColonnes; i++)
Matrice[i] = new char[NbLignes];
Ilestpréférabled’initialiserlesvaleurscontenuesdanscettematriceàdesvaleurs
pardéfautcommelecaractère0,caractérisantunmur.Lasyntaxepouraccéderaux
cellulesd’untableauàunedimensionreposesurdescrochets.Icil’instruction
Matrice[3]donneaccèsautableaucaractérisantlaquatrièmelignedelamatrice.La
syntaxepouraccéderaucaractèrestockéàlaquatrièmelignedeladeuxième
colonneestMatrice[1][3].Delamêmefaçon,accéderauxcellulesd’untableauàtrois
dimensions,dansunjeudeRubik’sCubeparexemple,seferaitainsi:Rubiks[x][y][z].
Pourparcourirlamatriceentièrement,c’est-à-direpourinitialiserchacunedeses
cellules,nousallonsfaireappelàunedoubleboucle.Nousdevonspassertoutesles
colonnesenrevue,etpourchacunedecescolonnes,parcourirlesNbLigneslignes.
Notezqu’ilestégalementpossibledefairel’inverse(c’est-à-direparcourird’abord
leslignespuislescolonnes),celanechangerienici.
// Initialisation des valeurs du tableau
for(int i=0; i<NbColonnes; i++)
for(int j=0; j<NbLignes; j++)
Matrice[i][j] = '0';
Boucleenbloc
Ilestpossibledeprogrammercettedoubleboucleenspécifiantlesblocsde
cettefaçon:
for(int i=0; i<NbColonnes; i++)
{
for(int j=0; j<NbLignes; j++)
{
Matrice[i][j] = ’0’;
}
}
Maiscelan’estpasnécessaire.Eneffet,laboucleparcourantleslignes
comptecommeuneseuleinstructionauxyeuxdelapremièreboucle
traitantlescolonnes.
Libérer la mémoire d’une matrice
Quiditallocationditdésallocation!Sinousnerespectonspasceprincipede
réservationetdelibérationdemémoire,nousnousexposonsàune"fuitede
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Gérerleniveau :lesmatrices
mémoire".PréparonsunefonctionLibererMemoirechargéedesupprimerletableau
Matrice.
Listing 5-4:Déclarationetcorpsdelafonctiondedésallocation
void LibererMemoire();
/* … */
void LibererMemoire() // Définition
{
/* Instructions de libération de mémoire */
}
5
Unedésallocationconsisteenuneallocationinverse.Unematriceestcomposée
d’unelignedepointeurs,chacund’entreeuxétantallouéd’unecolonne.Ilfautdonc
toutd’abordlibérerlamémoireoccupéeparlesNbColonnescolonnesàl’aided’une
boucle.Dansundeuxièmetemps,lalibérationdelalignedeNbLignespointeurs
permetdesupprimerlatotalitédesdonnéesdelamatrice.
Listing 5-5:Libérationdelamémoireallouéeparunematrice
void LibererMemoire()
{
// Vérifie que Matrice a bien été allouée
if(Matrice != NULL)
{
for(int i=0; i<NbColonnes; i++)
// Libération des colonnes
delete [] Matrice[i];
// Libération de la ligne de pointeurs
delete [] Matrice;
}
}
Testeravantdedésallouer
Avantdelibérerdelamémoireallouéedynamiquementetaccessibleparun
pointeur,mieuxvauttesterquecepointeurpointeeffectivementsurune
casemémoireexistante.Cartenterdelibérerdelamémoiren’existantpas
aurapoureffetdefaireplanterleprogramme.C’estpourquoiavant
d’appelerlesinstructionsdelete,nousavonstestéaupréalablequela
matriceabienétéallouéeencomparantledoublepointeurMatriceavecla
valeurNULL.
Unebonnequestionàseposeràprésentest:quanddoit-onappelercettefonction
delibérationdemémoire?Lalibérationdedonnéesallouéesdynamiquementdoit