Библиотека геометрических примитивов на C++23

Библиотека для работы с геометрическими примитивами. Проект разработан с активным применением современных возможностей C++, включая словарные типы, диапазоны и новые атрибуты.

• Ключевые особенности
  • Геометрические примитивы
  • Реализованные алгоритмы
  • Использование современного C++
• Технологический стек
• Сборка и запуск
  • Сборка проекта
  • Запуск приложения
  • Запуск тестов
  • Отладка
• Дополнительно

Ключевые особенности

Геометрические примитивы

• Реализован набор базовых фигур: Point2D, Line, Triangle, Rectangle, RegularPolygon, Polygon, Circle.
• Для полиморфной работы с фигурами используется std::variant, что позволяет избежать накладных расходов на виртуальные таблицы и обеспечивает типобезопасность.

Реализованные алгоритмы

• Выпуклая оболочка: Реализован алгоритм Грэхема для нахождения минимальной выпуклой оболочки для набора точек (O(N * log(N))).
• Триангуляция Делоне: Реализован алгоритм Боуэра-Ватсона для разбиения набора точек на треугольники, удовлетворяющие условию Делоне.
• Поиск пересечений: С помощью двойной диспетчеризации (std::visit) реализован поиск точных пересечений для пар фигур: Line-Line, Line-Circle, Circle-Circle.
• Поиск коллизий: Реализован быстрый поиск возможных столкновений методом Bounding Box (AABB).
• Анализ объектов: Разработаны функции для вычисления расстояний (от точки до фигуры, между фигурами) и анализа свойств (поиск самой высокой фигуры).

Использование современного C++

• C++23: Проект активно использует возможности последнего стандарта.
• Ranges: Для лаконичной и эффективной работы с коллекциями применяются алгоритмы из библиотеки диапазонов.
• Словарные типы: Используются std::optional и std::expected для безопасной обработки результатов, которые могут отсутствовать или содержать ошибку.
• Атрибуты и спецификаторы: Методы классов снабжены атрибутами [[nodiscard]] и спецификаторами noexcept для повышения безопасности и ясности кода.
• Форматирование: Реализован std::formatter для std::vector<geometry::Point2D> с поддержкой пользовательских спецификаторов ({} и {:new_line}).

Технологический стек

• Язык: C++23
• Система сборки: CMake
• Менеджеры зависимостей: Conan, CPM.cmake
• Тестирование: GoogleTest
• Визуализация: matplotplusplus
• Среда разработки: VS Code Dev Docker container

Сборка и запуск

Проект использует настроенное окружение в Docker и стандартные инструменты для упрощения процесса разработки.

Сборка проекта

Нажмите F5 в VS Code. Эта команда автоматически выполнит следующие шаги:

• Создаст директорию build.
• Вызовет conan для установки зависимостей.
• Запустит cmake для конфигурации и сборки проекта.
• Запустит приложение в отладчике lldb.

Запуск приложения

cd build
./GeometryApp

Команда для запуска тестов

cd build
ctest

Команды для запуска отладчика

В Visual Studio Code настройки параметров для запуска отладчика находятся в .vscode/launch.json файле. Поскольку в этом файле уже есть одна конфигурация Launch GeometryApp для запуска приложения, которое вычисляет контрольную сумму файла, то для запуска отладчика достаточно нажать F5 или открыть окно Run and Debug комбинацией клавиш Ctrl+Shift+D.

Примеры использования

Библиотека интегрирована с matplotplusplus для визуализации геометрических объектов и результатов работы алгоритмов. matplotplusplus может использовать gnuplot в качестве бэкенда.

Пересечение фигур (Shape Intersections)

Пример построения набора случайных фигур.

Выпуклая оболочка (Convex Hull)

Пример нахождения выпуклой оболочки для набора случайных точек.

Триангуляция Делоне (Delaunay Triangulation)

Пример построения триангуляции Делоне.

Дополнительно

• Автодополнение Ctrl + Space. Для настройки автодополнения вам необходимо нажать F1 и выполнить команду clangd: Download language server. VS Code сам предложит установить подходящую версию clangd (всплывашка в правом нижнем углу). После завершения установки потребуется перезагрузить окно (кнопка перезапуска будет находиться также справа снизу или нажать F1 и выполнить команду Developer: Reload Window)

Если всё сделано правильно - после успешной сборки проекта вы сможете использовать автодополнение