弧度和度数的角度等级

Question

我想做一个角度类，以弧度或度数进行初始化，但我不知道这是否是个好主意。我正在考虑这样的事情：

class Radian;
class Degree;

/**
  * My angle class.
  **/
class Angle
{
    private:
        float m_radian;

    public:
        explicit Angle(const Radian& rad);

        explicit Angle(const Degree& deg);

        float GetRadian(void) const
        {
            return this->m_radian;
        }

        float GetDegree(void) const
        {
            return ToDegree(this->m_radian);
        }

        bool IsEqual(const Angle& angle, float epsilon = 0.001f) const
        {
            return Abs<float>(this->m_radian - angle.m_radian) < epsilon;
        }

        void Set(const Angle& ang);

    protected:
        Angle(void) : m_radian(0.0f)
        {}

        Angle(float rad) : m_radian(rad)
        {}
};

class Radian : public Angle
{
    public:
        Radian(void)
        {}

        Radian(float r) : Angle(r)
        {}
};

class Degree : public Angle
{
    public:
        Degree(void)
        {}

        Degree(float d) : Angle(ToRadian(d))
        {}
};

/// Trigonometric functions.
float Sin(const Angle& angle);
...

这样我就不会在我的代码中混淆弧度和度数。但是，这是个好主意还是我应该使用其他设计？

Answer 1

这里根本不需要任何继承。一旦构建了对象，您就不再关心差异 - 它们的行为完全相同。所以你必须解决的唯一问题是如何构造Angle对象以可读的方式。

通常的解决方案是使用named constructors:

class Angle
{
    public:
        static Angle fromRadians( float v );
        static Angle fromDegrees( float v );
        // ...

    private:
        Angle( float rad );
        // ...
};

您提供了具有表达性名称的工厂函数，而不是直接调用构造函数。所以你写：

void f( Angle::fromDegrees( 3.0 ), Angle::fromRadians( 17.0 ) );

Answer 2

我认为这里不需要继承。就使用你的类而言，重要的是你得到一个角度 - 无论是从度数还是弧度开始都无关紧要。

免责声明：我以前做过。完全相同的用例。我的解决方案是让构造函数接受两个参数：一个数字和一个单位枚举。我会像这样使用我的课程：

Angle a(1.2345, Angle::Radians);
std::cout << a.radians() << a.degrees() << sin(a);

如果您想要方便的方法从常用单位创建角度，它们可能就是：辅助方法。不需要单独的类。

Angle r = Radians(2.3);
Angle d = Degrees(180);

无论如何 - 正是我过去一直乐于使用的。希望对您有所帮助！

Answer 3

我建议这样做：

class Radians {
    explicit Radians(float a) : angle_(a) {}
    Radians(Degrees a)        : angle_(a * PI/180.f) {}
    operator float()          { return angle_; }
private:
    float angle_;
}

class Degrees {
    explicit Degrees(float a) : angle_(a) {}
    Degrees(Radians a)        : angle_(a * 180.f/PI) {}
    operator float()          { return angle_; }
private:
    float angle_;
}

这迫使函数的自然单元成为其接口的一部分，我认为这是一件好事。你永远不应该编写一个Sin 函数来检查它给出了什么样的角度，并进行不同的计算。要么编写两个版本，然后让编译器完成工作：

float Sin(Radians x);
float Sin(Degrees x);

或者你只写一个（使用实现需要的任何类型——可能是弧度）：

float Sin(Radians x);

关键不是你可以有一个“抽象”的角度（我认为这不是一个有用的概念），关键是要避免将度数与弧度混淆，并使两者之间的转换隐含。

拥有一个抽象基类Angle 会增加语法噪音（您需要在任何地方使用引用）并且可能会降低性能。此解决方案还允许您将角度存储在所需的单位中，而不是希望获得“快速路径”。

Answer 4

对于相同的内角值，我会使用角度作为对象，使用度数和弧度作为不同的 getter setter。