计算机图形学-4.2任意直线的对称变换

（1）算法设计原理
（2）程序关键代码

//对于直线Ax+By+C=0对称变换的变换矩阵
Matrix zhixMatrix(double A,double B,double C)
{
	Matrix result;
	result=InitMatrix(3,3);
	double X=A*A+B*B;
	result.matrix[0][0]=-2*A*A/X+1;
	result.matrix[0][1]=-2*A*B/X;
	result.matrix[0][2]=0;
	result.matrix[1][0]=-2*A*B/X;
	result.matrix[1][1]=-2*B*B/X+1;
	result.matrix[1][2]=0;
	result.matrix[2][0]=-2*A*C/X;
	result.matrix[2][1]=-2*B*C/X;
	result.matrix[2][2]=1;
	return result;
}

void zhix(Matrix m,double A,double B,double C)
{
	Matrix m1;
	m1=zhixMatrix(A,B,C);
	m=Mul(m,m1);
	drawmatrix(m);
}

（3）运行结果截屏（对数据输入的说明）
在这里插入代码片
完整代码：

#include<stdio.h>
#include<graphics.h>
#include<math.h>
#include<conio.h>
#include<iostream>
#include<malloc.h>
using namespace std;

#define PI 3.14159265

typedef struct
{
	int row,col;
	float **matrix;
}Matrix;


Matrix CreateMatrix()
{
	int i=0;
	Matrix m;
	int row=9;
	int col=3;
	float **enterMatrix;
	enterMatrix=(float**)malloc(row*sizeof(float*));
	for(i=0;i<row;i++)
		enterMatrix[i]=(float*)malloc(col*sizeof(float));
	enterMatrix[0][0]=-160;
	enterMatrix[0][1]=120;

	enterMatrix[1][0]=-170;
	enterMatrix[1][1]=130;
	enterMatrix[2][0]=-170;
	enterMatrix[2][1]=110;

	enterMatrix[3][0]=-150;
	enterMatrix[3][1]=130;
	enterMatrix[4][0]=-150;
	enterMatrix[4][1]=110;

	enterMatrix[5][0]=-160;
	enterMatrix[5][1]=150;

	enterMatrix[6][0]=-160;
	enterMatrix[6][1]=90;

	enterMatrix[7][0]=-190;
	enterMatrix[7][1]=120;
	enterMatrix[8][0]=-130;
	enterMatrix[8][1]=120;
	for(i=0;i<9;i++)
	{
		enterMatrix[i][2]=1;
	}
	m.col=col;
	m.row=row;
	m.matrix=enterMatrix;
	return m;
}

//初始化一个行为row列为col的矩阵
Matrix InitMatrix(int row,int col)
{
	int i=0;
	Matrix m;
	float **matrix;
	matrix=(float**)malloc(row*sizeof(float*));
	for(i=0;i<row;i++)
		matrix[i]=(float*)malloc(col*sizeof(col*sizeof(float)));
	for(i=0;i<row;i++)
	{
		for(int j=0;j<col;j++)
		{
			matrix[i][j]=0;
		}
	}
	m.col=col;
	m.row=row;
	m.matrix=matrix;
	return m;
}

//矩阵加法
Matrix add(Matrix m1,Matrix m2)
{
	int i=0;
	for(i=0;i<m1.row;i++)
	{
		for(int j=0;j<m1.col;j++)
		{
			m1.matrix[i][j]=m1.matrix[i][j]+m2.matrix[i][j];
		}
	}
	return m1;
}

//矩阵减法
Matrix jian(Matrix m1,Matrix m2)
{
	int i=0;
	for(i=0;i<m1.row;i++)
	{
		for(int j=0;j<m1.col;j++)
		{
			m1.matrix[i][j]=m1.matrix[i][j]-m2.matrix[i][j];
		}
	}
	return m1;
}

//row为M1的行，col为M2的列
int calRowCol(Matrix M1,Matrix M2,int row,int col)
{
	int result=0;
	int same=M1.col;
	for(int j=0;j<same;j++)
	{
		result+=M1.matrix[row][j]*M2.matrix[j][col];
	}
	return result;
}

//矩阵乘法
Matrix Mul(Matrix m1,Matrix m2)
{
	Matrix result=InitMatrix(m1.row,m2.col);
	for(int i=0;i<m1.row;i++)
	{
		for(int j=0;j<m2.col;j++)
		{
			result.matrix[i][j]=calRowCol(m1,m2,i,j);
		}
	}
	return result;
}

//视窗变化
Matrix sc(Matrix m)
{
	Matrix result;
	result=InitMatrix(m.row,m.col);
	for(int i=0;i<m.row;i++)
	{
		result.matrix[i][0]=m.matrix[i][0]+320;
		result.matrix[i][1]=240-m.matrix[i][1];
	}
	return result;
}

Matrix dymatrix(Matrix m)
{
	int i,j;
	Matrix result;
	result=InitMatrix(m.row,m.col);
	for(i=0;i<m.row;i++)
	{
		for(j=0;j<m.col;j++)
		{
			result.matrix[i][j]=m.matrix[i][j];
		}
	}
	return result;
}

//画
void drawmatrix(Matrix m1)
{
	Matrix m;
	m=dymatrix(m1);
	m=sc(m);
	POINT pts2[4];
		pts2[0].x=int(m.matrix[0][0]);
	pts2[0].y=int(m.matrix[0][1]);
		pts2[1].x=int(m.matrix[2][0]);
	pts2[1].y=int(m.matrix[2][1]);
		pts2[2].x=int(m.matrix[6][0]);
	pts2[2].y=int(m.matrix[6][1]);
		pts2[3].x=int(m.matrix[4][0]);
	pts2[3].y=int(m.matrix[4][1]);
	setpolyfillmode(WINDING);
	// 设置填充颜色为蓝色
	setfillcolor(BLUE);
	// 绘制
	solidpolygon(pts2, 4);

	POINT pts1[4];
	int j=0;
	int i=0;
	for(i=0;i<4;i++)
	pts1[0].x=int(m.matrix[0][0]);
	pts1[0].y=int(m.matrix[0][1]);
		pts1[1].x=int(m.matrix[1][0]);
	pts1[1].y=int(m.matrix[1][1]);
		pts1[2].x=int(m.matrix[5][0]);
	pts1[2].y=int(m.matrix[5][1]);
		pts1[3].x=int(m.matrix[3][0]);
	pts1[3].y=int(m.matrix[3][1]);

	setpolyfillmode(WINDING);
	// 设置填充颜色为红色
	setfillcolor(RED);
	// 绘制
	solidpolygon(pts1, 4);

	POINT pts3[4];
	pts3[0].x=int(m.matrix[0][0]);
	pts3[0].y=int(m.matrix[0][1]);
		pts3[1].x=int(m.matrix[3][0]);
	pts3[1].y=int(m.matrix[3][1]);
		pts3[2].x=int(m.matrix[8][0]);
	pts3[2].y=int(m.matrix[8][1]);
		pts3[3].x=int(m.matrix[4][0]);
	pts3[3].y=int(m.matrix[4][1]);
	setpolyfillmode(WINDING);
	// 设置填充颜色为绿色
	setfillcolor(GREEN);
	// 绘制
	solidpolygon(pts3, 4);

	POINT pts4[4];

		pts4[0].x=int(m.matrix[0][0]);
	pts4[0].y=int(m.matrix[0][1]);
		pts4[1].x=int(m.matrix[1][0]);
	pts4[1].y=int(m.matrix[1][1]);
		pts4[2].x=int(m.matrix[7][0]);
	pts4[2].y=int(m.matrix[7][1]);
		pts4[3].x=int(m.matrix[2][0]);
	pts4[3].y=int(m.matrix[2][1]);
	setpolyfillmode(WINDING);
	// 设置填充颜色为红色
	setfillcolor(MAGENTA);
	// 绘制
	solidpolygon(pts4, 4);
}


//对于直线Ax+By+C=0对称变换的变换矩阵
Matrix zhixMatrix(double A,double B,double C)
{
	Matrix result;
	result=InitMatrix(3,3);
	double X=A*A+B*B;
	result.matrix[0][0]=-2*A*A/X+1;
	result.matrix[0][1]=-2*A*B/X;
	result.matrix[0][2]=0;
	result.matrix[1][0]=-2*A*B/X;
	result.matrix[1][1]=-2*B*B/X+1;
	result.matrix[1][2]=0;
	result.matrix[2][0]=-2*A*C/X;
	result.matrix[2][1]=-2*B*C/X;
	result.matrix[2][2]=1;
	return result;
}

void zhix(Matrix m,double A,double B,double C)
{
	Matrix m1;
	m1=zhixMatrix(A,B,C);
	m=Mul(m,m1);
	drawmatrix(m);
}



void main()
{
	initgraph(640,480);
	Matrix m1;
	m1=CreateMatrix();
	line(480,100,160,340);
	Matrix m2;
	m2=CreateMatrix();
	drawmatrix(m1);
	
	MOUSEMSG m;	
	while(true)
	{
		m = GetMouseMsg();
		if(m.uMsg == WM_LBUTTONDOWN)
		{
			zhix(m1,2.00,-3.00,60.00);

			while(true)
			{
				m = GetMouseMsg();
				if(m.uMsg == WM_LBUTTONDOWN)
				{
					line(560,0,80,0);
		
					_getch();
					closegraph();
				}
			}
		}
	}
}