c# - 编写三角形计算器

Question

我必须编写一个三角形计算器，它可以根据三个给定值计算出所有其他缺失的信息。我确实知道如何计算这些值 - 这不是问题。 但我不知道如何以一种好的方式对其进行编程。

界面如下所示:

对于这 12 个输入字段，有多种可能的组合。我的第一个想法是对每个组合使用 if/else 语句。但这效率不高。 我确信有更好的解决方案，但我不知道如何解决。 有人可以帮助我吗？

编辑 我的代码目前看起来是这样:

protected void FlaecheBerechnen_Click(object sender, EventArgs e)
    {     
        WerteAuslesen();
        Berechnen();
    }

    protected void WerteAuslesen()
    {
        //Sides
        string strSeite_a = this.txt_a.Text; if (strSeite_a == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strSeite_a, out seite_a) == false)) { GenerateErrorReport("Seite a"); } }
        string strSeite_b = this.txt_b.Text; if (strSeite_b == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strSeite_b, out seite_b) == false)) { GenerateErrorReport("Seite b"); } }
        string strSeite_c = this.txt_c.Text; if (strSeite_c == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strSeite_c, out seite_c) == false)) { GenerateErrorReport("Seite c"); } }

        //Angles
        string strWinkel_a = this.txtAlpha.Text; if (strWinkel_a == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strWinkel_a, out winkel_a) == false)) { GenerateErrorReport("Winkel Alpha"); } }
        string strWinkel_b = this.txtBeta.Text; if (strWinkel_b == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strWinkel_b, out winkel_b) == false)) { GenerateErrorReport("Winkel Beta"); } }
        string strWinkel_y = this.txtGamma.Text; if (strWinkel_y == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strWinkel_y, out winkel_y) == false)) { GenerateErrorReport("Winkel Gamma"); } }

        //Height
        string strHoehe_a = this.txt_ha.Text; if (strHoehe_a == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strHoehe_a, out hoehe_a) == false)) { GenerateErrorReport("Höhe a"); } }
        string strHoehe_b = this.txt_hb.Text; if (strHoehe_b == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strHoehe_b, out hoehe_b) == false)) { GenerateErrorReport("Höhe b"); } }
        string strHoehe_c = this.txt_hc.Text; if (strHoehe_c == string.Empty) { i++; } else { if ((double.TryParse(strHoehe_c, out hoehe_c) == false)) { GenerateErrorReport("Höhe c"); } }

        //ErrorReport:
        if (ErrorMessage != null)
        {
            Page.ClientScript.RegisterStartupScript(this.GetType(), "ErrorAlert", "alert('Folgende Angaben sind fehlerhaft: " + ErrorMessage + "');", true);
            return;
        }

        //Logic
        //If more than 3 values....

        string AlertText;

        if (i < 6)
        {
            AlertText = "Es dürfen nur 3 Angaben gemacht werden!";
            Page.ClientScript.RegisterStartupScript(this.GetType(), "ErrorAlert", "alert('" + AlertText + "');", true);
            return;
        }
        if (i > 6)
        {
            AlertText = "Es müssen mindestens 3 Angaben gemacht werden!";
            Page.ClientScript.RegisterStartupScript(this.GetType(), "ErrorAlert", "alert('" + AlertText + "');", true);
            return;
        }
    }

    protected void Berechnen()
    {
        //Höhensatz

        if (seite_a != 0 && seite_b != 0 && seite_c != 0)
        {
            //Calculate missing angles

                //Winkel Gamma
                cos_y = (seite_a * seite_a) + (seite_b * seite_b) - (seite_c * seite_c); //Zähler berechnen
                cos_y = cos_y / (2 * seite_a * seite_b); //Durch Nenner teilen
                winkel_y = Math.Acos(cos_y); //Bogenradius berechnen
                winkel_y = winkel_y * 180 / Math.PI; //In Winkel umrechnen

                //Winkel Beta
                cos_b = (seite_c * seite_c) + (seite_a * seite_a) - (seite_b * seite_b); //Zähler berechnen
                cos_b = cos_b / (2 * seite_c * seite_a); //Durch Nenn teilen
                winkel_b = Math.Acos(cos_b); //Bogenradius berechnen
                winkel_b = winkel_b * 180 / Math.PI; //In Winkel umrechnen

                //Winkel Alpha
                double winkel_a = 180 - winkel_b - winkel_y;

                //Werte eintragen
                txtAlpha.Text = Convert.ToString(winkel_a);
                txtBeta.Text = Convert.ToString(winkel_b);
                txtGamma.Text = Convert.ToString(winkel_y);

            //Flächen berechnen

                //Mit Satz des Heron
                Heron heron = new Heron(seite_a, seite_b, seite_c);
                double FlaecheHeron = heron.Area;
                Page.ClientScript.RegisterStartupScript(this.GetType(), "ErrorAlert", "alert('" + FlaecheHeron + "');", true);     
        }
    }

问题是，有太多可能的组合。 if (seite_a != 0 && seite_b != 0 && seite_c != 0) 等等，等等...

Answer 1

您可以写下所有可能用于执行计算的规则。我猜你会使用角和、正弦定理、余弦定理等等。将每个规则编写为一个类，并为每个可能的标签创建一个实例(即是否使用余弦定律来计算 γ 或 β)。您最终应该得到一个对象列表，所有对象共享一个公共(public)接口(interface)，您可以使用它来计算其他值的一些值。然后，您可以迭代此列表以查看适用哪些规则，并使用它们来计算其他值。一旦缺失值的计数达到零，您就完成了。

如果您迭代所有规则而没有找到要应用的规则，则您的可能规则集不够完整。我相信写一个unit test是一个非常好的主意。它会尝试所有 220 种可能的方法来填写十二个输入中的三个，以确保您有一组足够的规则来处理所有这些。只需从完整的 12 个值开始，计算所有三元素子集，将它们输入到您的应用程序代码中，并将结果与​​预期值进行比较，同时考虑数值误差。

上述方法既没有针对性能进行优化，也没有针对数值稳定性进行优化。如果其中任何一个对您来说都是问题，那么不同的方法可能更适合。