W3 FINAL

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <math.h>
#include <grx20.h>
#include <grxkeys.h>

const int _minSpeed = 100; // минимальная скорость фигуры
const int _maxSpeed = 500;
const int _maxNumber = 500; // максимальное количество фигур (без учета главной)
const float pi = 3.1415;
const float pi2 = 6.283;

int _masterX = GrMaxX()/2; // положение главной фигуры
int _masterY = GrMaxY()/2;
int _number = 0; // текущее количество фигур

class myDot {
public:
    myDot(bool master = false);

    int getX(); // получить координаты
    int getY();

    void move(); // функция для обработки перемещения фигуры

    void draw(); // отрисовка текущего положения
    void hide(); // закрашивание текущего положения цветом фона
    void hideOld(); // то же самое , только для предыдущего положения
    void redraw(); // перерисовка фигуры (удаление старой и отрисовка новой позиции)
    void MaD(); // перерисовка фигуры с перемещением

protected:
    virtual void privateDraw(int x, int y, int colVal); // функция для отрисовки фигуры

    virtual bool borderCollisionCheckX(int x); // проверка колизии фигуры с границей
    virtual bool borderCollisionCheckY(int y);

    void update(); // обновление таймера (для сохранения скорости при понижении частоты отрисовка) + обновление направления зависимых фигур
    unsigned int prevTime; // предыдущее время обновления
    float speedMult; // множитель скорости (для калибровки скорости)

    void masterPositionUpdate(); // обновление положения главной фигуры

    bool slave; // подчиненная фигура или главная
    bool hided; // скрыта или видима
    int distToMaster; // расстояние до главной фигуры
    int masterOffense; // расстояние , на которое отстает зависимая фигура от главной
    float masterAngleOffense; // погрешность направления (для неравномерного распределения зависимых фигур)
    int x;
    int y;
    int xSpeed(); // функции для расчета скорости
    int ySpeed();
    int xOld; // координаты для перерисовки фигуры
    int yOld;
    float velAngle; // направление скорости (в радианах)
    int velocity; // скорость (в пискелях в секунду)
    int color;
};

class myBox : public myDot {
public:
myBox(bool main=false);
protected:
void privateDraw(int xVal, int yVal, int colVal);
bool borderCollisionCheckX(int xVal);
bool borderCollisionCheckY(int yVal);
int halfSizeX; //половина размера квадрата (для удобства расчета положения относительно середины фигуры)
int halfSizeY;
};

class myCircle : public myDot {
public:
myCircle(bool main=false);
protected:
void privateDraw(int xVal, int yVal, int colVal);
bool borderCollisionCheckX(int xVal);
bool borderCollisionCheckY(int yVal);
int radius;
};


int main()
{
    srand(time(0));
    GrSetMode(GR_width_height_graphics, 640, 480);
    GrFilledBox(0, 0, GrMaxX(), GrMaxY(), 0); //установка цвета фона
    myDot *mainFigure; // указатель на главную фигуру
    mainFigure = new myCircle(true);
    myDot *(dots[_maxNumber]); // массив подчиненных фигур
    for (int i = 0; i < _maxNumber; i++) // случайный выбор типа фигуры
        switch (rand()%3) {
            case 0: dots[i] = new myDot;
            break;
            case 1: dots[i] = new myCircle;
            break;
            case 2: dots[i] = new myBox;
            break;
        }
    GrKeyType key = GrKey_0;
    while (key != GrKey_Escape) { // отрисовка и расчет фигур до нажатия Esc
        if (GrKeyPressed()) { // получение нажатой клавиши
            key = GrKeyRead();
            switch (key) {
                case GrKey_F1: if (_number < _maxNumber) _number++; // если нажата F1, то +1 фигура
                break;
                case GrKey_F2: if (_number > 0) {dots[_number-1] -> hide(); _number--; }; // если нажата F2, то удаление 1 фигуры
                break;
            };
        };
        mainFigure -> move(); // перемещение и затирание старой позиции главной фигуры
        //mainFigure -> hideOld();
        for (int i = 0; i < _number; i++) { // то же самое для подчиненных
            dots[i]->move();
            //dots[i]->hideOld();
        };
        GrFilledBox(0, 0, GrMaxX(), GrMaxY(), 0);
        mainFigure -> draw(); // отрисовка главной фигуры и подчиненных
        for (int i = 0; i < _number; i++) dots[i]->draw();
        GrSleep(20); // пропуск нескольких милисекунд для уменьшения количества морганий
    };
    return 0;
}


myDot::myDot(bool master) { // конструктор точки
    x = (rand() % (GrMaxX() / 2)) + GrMaxX() / 4; //случайное положение от четверти и до 3/4 экрана
    y = (rand() % (GrMaxY() / 2)) + GrMaxY() / 4;
    xOld = x;
    yOld = y;

    slave = !master;
    hided = true;

    distToMaster = 0;
    masterOffense = (rand() % 40) + 5;
    masterAngleOffense = ((float)(rand() % 40)-20)/180*pi; // выбор погрешности в диапазоне +-20* в радианах

    velAngle = !slave ? ((float)(rand() % 360) / 180 * pi) : 0;
    velocity = rand() % (_maxSpeed - _minSpeed) + _minSpeed; // выбор скорости в диапазоне

    int tran = rand()%14+1;
    color = slave? (tran > 9 ? tran+1:tran ): 10; // подчиненные разных цветов, главный - зеленого

    prevTime = 0;
    speedMult = 0;
};

int myDot::getX() { return x; };
int myDot::getY() { return y; };

void myDot::move() {
    update();
    int newX = x + xSpeed(); // получение новых значений
    int newY = y + ySpeed();
    if (!slave) { // Если не подчиненный, то обработка колизии и направления
        if (borderCollisionCheckX(newX)) {
             xOld = x;
             x = newX;
        }
        else {
            xOld = x;
            velAngle = (velAngle > pi) ? (pi2 + pi - velAngle) : (pi - velAngle); // при столкновении со стеной меняем угол на противоположный относительно оси синусов
        };
        if (borderCollisionCheckY(newY)) {
            yOld = y;
            y = newY;
        }
        else {
            yOld = y;
            velAngle = pi2 - velAngle; // при столкновении с полом или потолком меняем угол на противоположный относительно оси косинусов
        };
        masterPositionUpdate(); // обновление позиции косинусов
    }
    else { // если подчиненный, то просто перемещаем точку
        xOld = x;
        x = newX;
        yOld = y;
        y = newY;
    }
};

int myDot::xSpeed() {
    if (slave) // если подчиненный
        return round(cos(velAngle) * velocity * speedMult * (distToMaster - masterOffense) / 150); // перемножение синуса и скорости (горизонтальная скорость) на временной коэффициент и расстояние до мастера
    else // для главной фигуры то же самое, только без расстояния
        return round(cos(velAngle) * velocity * speedMult);
};
int myDot::ySpeed() { // то же самое, только с синусом
    if (slave)
        return round(sin(velAngle) * velocity * speedMult * (distToMaster - masterOffense) / 150);
    else
        return round(sin(velAngle) * velocity * speedMult);
};

void myDot::draw() { privateDraw(x, y, color); }; // оболочки для функций (для удобства)
void myDot::hide() { privateDraw(x, y, 0); hided = true;}; // при скрытии дополнительно поднимается флаг "скрыт"
void myDot::hideOld() { privateDraw(xOld, yOld, 0); };
void myDot::redraw() { hideOld(); draw(); };
void myDot::MaD() { move(); redraw(); };

void myDot::privateDraw(int x, int y, int colVal) {
    GrFilledCircle(x, y, 3, colVal);
};

bool myDot::borderCollisionCheckX(int x) {
    return (x + 3 < GrMaxX() && x > 3);
};

bool myDot::borderCollisionCheckY(int y) {
    return (y + 3 < GrMaxY() && y > 3);
};

void myDot::update() {
    //timer update
    unsigned int time = clock();
    if (!hided)
        speedMult = (float)(time - prevTime) / 1000; // временной коэф. - это разница текущего и предыдущего времени вызова функции перемещения в секундах
    else { // если фигура скрыта, то временной коэффициент обнуляется (иначе из-за большого времени простоя фигура вылетает за границы)
        speedMult = 0;
        hided = false;
    };
    prevTime = time;
    // position update
    if (slave) { // если подчиненный, то дополнительно определяется направление до главной фигуры (с погрешностью) с помощью арктангенса
        int offX = _masterX - x;
        int offY = _masterY - y;
        distToMaster = round(sqrt(offX * offX + offY * offY));
        velAngle = atan2((float)offY / distToMaster, (float)offX / distToMaster) + masterAngleOffense;
    }
};

void myDot::masterPositionUpdate(){
    _masterX = x;
    _masterY = y;
};

myBox::myBox(bool main): myDot(main){ // переопределения функций для прямоугольника
    halfSizeX = rand()%10+10;
    halfSizeY = rand()%10+10;
};

void myBox::privateDraw(int x, int y, int colVal) {
    GrFilledBox(x-halfSizeX, y-halfSizeY, x+halfSizeX,y+halfSizeY, colVal);
}

bool myBox::borderCollisionCheckX(int x) {
    return (x + halfSizeX < GrMaxX() && x > halfSizeX);
};
bool myBox::borderCollisionCheckY(int y) {
    return (y + halfSizeY < GrMaxY() && y > halfSizeY);
};

myCircle::myCircle(bool main): myDot(main) { // для окружности
    radius = rand()%10+10;
};

void myCircle::privateDraw(int x, int y, int colVal) {
    GrFilledCircle(x, y, radius, colVal);
}

bool myCircle::borderCollisionCheckX(int x) {
    return (x + radius < GrMaxX() && x > radius);
};
bool myCircle::borderCollisionCheckY(int y) {
    return (y +radius < GrMaxY() && y > radius);
};