張浩然

摘要：C#語言是微軟公司研發(fā)的最新語言，是一種面向?qū)ο蟮?、運(yùn)行于.NET Framework之上的高級程序設(shè)計語言。本文旨在介紹利用基于C#編程語言的winform開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)用概率法計算π的演示系統(tǒng)。本系統(tǒng)由GDI技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、概率算法作為實(shí)現(xiàn)原理，由winform工具顯示其演示過程，同時本地配置.Net Fromwork框架環(huán)境保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：C# winform 概率法

中圖分類號：TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0192-01

C#語言是微軟公司研發(fā)的最新語言，其優(yōu)勢特點(diǎn)明顯，借助此語言的優(yōu)勢，由winform工具顯示其演示過程，實(shí)現(xiàn)用概率法計算π的演示系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)要求

1.1 系統(tǒng)綜合要求

本系統(tǒng)要求是一個設(shè)計合理、實(shí)現(xiàn)方便的利用隨機(jī)性算法計算π的程序，特別是需要注意程序的表現(xiàn)形式，要合理、明了、簡單，有說服力。在此基礎(chǔ)上可以提供利用隨機(jī)性算法計算一些常見函數(shù)圖形的計算定積分近似值輔助程序。

1.2 系統(tǒng)界面要求

界面是用戶接觸系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，是人機(jī)交互的樞紐，界面的設(shè)計是否合理關(guān)系到整個系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)，所以界面設(shè)計是重中之重，本系統(tǒng)要求界面必須簡潔明了，易操作，方便用戶使用，重要的輸入框和結(jié)果顯示必須放在明顯的地方，使用戶可以一眼看到，盡可能的提高用戶體驗(yàn)程度。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)為滿足功能需求，設(shè)計了四個功能窗體界面，主窗體界面功能為計算π的近似值：由用戶在輸入框內(nèi)輸入投放的點(diǎn)的數(shù)量，點(diǎn)擊“計算π”按鈕，空白區(qū)域會自動開始演示隨機(jī)點(diǎn)的降落過程，可以清晰的顯示出隨機(jī)點(diǎn)的降落位置，然后再右下角顯示出計算結(jié)果。在該窗體中還設(shè)置了三個跳轉(zhuǎn)按鈕：“計算sin”、“計算cos”、“計算半立方拋物線”，用來跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能界面。

3 開發(fā)工具簡介

3.1 Visual Studio 2010

Visual Studio是微軟公司推出的在Windows平臺應(yīng)用程序d的開發(fā)環(huán)境，是一個非常龐大的軟件，甚至包含代碼測試功能，而且由于其強(qiáng)大的編碼輔助功能，還被廣大程序員稱為“宇宙第一IDE”。

3.2 C#

C#的問世是來源于C和C++，不僅保持著 C++的高運(yùn)行效率還提供了VB簡單的可視化操作。C#讓編寫各種基于MICROSOFT .NET平臺的應(yīng)用程序變得簡單快捷。

3.3 Winform

Winform具備功能強(qiáng)大、操作方便、使用安全、控件靈活、數(shù)據(jù)管理等特點(diǎn)，能夠設(shè)計窗體和可視控件，還可以在瀏覽器中運(yùn)行的不可信控件和用戶硬盤上安裝的完全可信的應(yīng)用程序，開發(fā)人員可以定義自己有特色的新的控件，方便的數(shù)據(jù)顯示和操作。

4 主要界面設(shè)計

（1）計算π界面實(shí)現(xiàn)：用戶在“測試總點(diǎn)數(shù)n”后面的輸入框內(nèi)輸入要投放的點(diǎn)數(shù)，左邊標(biāo)有取值范圍，需要用戶按范圍輸入。（2）利用sin、cos函數(shù)圖像、半立方拋物線求陰影面積界面實(shí)現(xiàn)：由用戶按上方的取值范圍輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，點(diǎn)擊“開始計算按鈕”后，系統(tǒng)開始計算，計算結(jié)果會顯示在界面的右下角處。

5 主要功能設(shè)計

5.1 計算π功能實(shí)現(xiàn)

當(dāng)系統(tǒng)開始計算時，界面會實(shí)時更新落點(diǎn)的位置，但是有一個難題，就是無法讓一個像素點(diǎn)改變顏色，所有我采取了另一種方法，就是畫線！假設(shè)投放的隨機(jī)點(diǎn)的坐標(biāo)為（x，y），則由該點(diǎn)當(dāng)做起點(diǎn)，將（x+1，y+1）當(dāng)做終點(diǎn)，兩點(diǎn)之間畫直線，這樣既可以達(dá)到想要的效果，而且由于這條線1個像素的長度，所以并不影響視覺效果；當(dāng)計算結(jié)束后，結(jié)果會顯示在右下角處。

5.2 利用sin、cos函數(shù)圖像、半立方拋物線求陰影面積功能實(shí)現(xiàn)

統(tǒng)開始計算時，界面會實(shí)時更新落點(diǎn)的位置，使用戶可以更直觀的看到這個過程，當(dāng)計束后，結(jié)果會顯示在右下角處。

6 測試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

在系統(tǒng)的各項的開發(fā)環(huán)節(jié)都陸續(xù)完成之后，為了測試系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)測試，并得到了一些測試結(jié)果。

6.1 概率法計算π的近似值的測試結(jié)果（見表1）

π的取值大概在3.1415～3.1416之間，通過測試得到的結(jié)果可以看出，當(dāng)投放的點(diǎn)足夠多時，此系統(tǒng)計算π的近似值得出的結(jié)果還是比較接近真實(shí)值的。

6.2 測試計算sin函數(shù)定積分的近似值

測試的函數(shù)表達(dá)式為：f（x）=sin（x/180 * π） * 100，投放的點(diǎn)數(shù)為5000點(diǎn)，可以看出，此系統(tǒng)經(jīng)過計算所得出的近似值與實(shí)際值還是有一定的誤差的，但是誤差在10以內(nèi)，是可以接受的。

6.3 測試計算定積分的近似值

測試的函數(shù)表達(dá)式為：f（x） = cos（ x/180 * π） * 100），投放的點(diǎn)數(shù)為5000點(diǎn)，可以看出，此系統(tǒng)經(jīng)過計算所得出的近似值與實(shí)際值還是有一定的誤差的，但是誤差也比較小，同樣可以接受。

參考文獻(xiàn)

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