接着上一篇讲
方法篇
首先先啰嗦几句。其实编程的学习是一个渐近的过程，不可能一蹴而就，不可能一口就吃个大胖子，就算你一口就吃了个胖子，那也不正常，迟早会出问题。所以大家学习不要太心急，慢慢来，从基础学起，平时多注意积累，每天积累一点新的东西，一段时间下来，你也就成为高手了。我觉得编程就是玩积木，我们平时写的一些小东西，一些零碎的代码，就是那些小积木，我们以后就用这些小积木去拼大图，去拼自己的理想。所以大家平时一定要多注意积累，和学英语一样地去积累，如果太长时间不去写程序，那么你的能力无疑就会退步。我开这么个博客也就是出于这么一个简单的目的，强迫自己每天都要去接收新的东西，也就是要做到博客几乎每天都要更新内容，这样几天可能没什么效果，但是当你坚持下来，时间长了，效果就非常明显。我博客开了有一年多了吧，博客的每天更新就象征我的知识在增长，所以看着文章越来越多，自己也挺欣慰的。
这里就涉及到另一个问题了，如果我们每天都要让自己接受新的东西，那么这些东西从哪里来呢，我们应该到哪里去找这些新的东西呢？书本上的东西肯定都是非常基础的东西，所以不是我们应该去积累的内容，应该集中时间去把它搞好搞透。除了书本，还有网络这一途径，而且我认为网络是最好的一种积累途径。那么我们应该如何在网上找我们需要的东西呢，这是重点。首先，利用好搜索引擎很重要，因为我们需要的绝大部分东西都可以在上面找到。谈到搜索技巧，那又是一个很大的话题了，这里不细说，我只提一点，我们一定要充分利用种搜索商，比如Baidu、Google、Bing、搜狗等，他们的搜索特点都不尽相同，所以当我们用某种搜索无果后，可以去尝试一下其它几种，说不一定会有惊喜。如果实在是没有搜索到，那么我们学校图书馆的数据库资源也是可以利用的。
有时候我实在找不到方向，在网上闲逛的时候也没能找到什么新鲜的好东西，这时候我就会无聊地在网上乱搜，反正没事干嘛。可是每次我乱搜都会搜出什么东西来，比如说我前几天在百度里搜“C# 范型”，然后就找啊找，还找到了不少关于范型的文章。所以当你无聊的时候也不妨去搜搜，搜什么内容不重要，只要是有点相关的就行，然后可以这点一下那点一下，说不一定就点到一个好地方去了。当你真的找到了一个好地方，比如说某个牛人的博客，那么建议你把该网址收藏起来，以后可以常常去那逛逛，看看有没有什么新的东西，我就是这么干的。根据这个说法，当你看完此文章后就应该把我博客收藏了哦，呵呵，开玩笑啦。
技巧篇
我们平时做一些编程作业的时候，多半是写一些有关算法的程序，需要用到非常多的数据，这时对数据的封装就显得非常重要了。一般说来，可以把性质相似的数据封装成一个结构体，比如点的坐标X、Y、Z可以封装成一个结构体(Delphi里面叫记录类型)，再比如我们在后方交会里面有三个在键盘上不能直接输入的变量ψ、ω、κ，我们也可以把它封装到一个结构体里面去，方便我们在编写代码的时候输入这三个变量，因为封装后我们只要输入结构体名再按点号，这三个不好输入的符号就会自动地弹出来，如图：
还有一些其它的数据，我们可以选择性的把它设置成全局或函数里面的变量，这得看它的使用范围而定，后面我会用一个例子来说明。
最近学到了一个好的调试技巧。如果你在一个循环里面下断点，观察循环过程中的执行情况，比如说总共有100次循环，但是你并不关心前80次的执行情况，你只关心后面的情况，那么怎么办呢？常规的做法就是在那个位置下好断，运行80次再观察，不过这样做显得太繁琐了。我们下好断点后，可以在断点的那个红点处单击鼠标右键，这时弹出一个菜单，这以通过这里面的功能来设置我们想要的断点效果，如图：
具体怎么设置大家去操作一下就好，非常简单。
实例篇
前面讲了那么多，现在我们通过一个实例来具体讲解。就以我们摄影测量的编程作业为例子，以C#语言，VS2008为开发环境。首先原理大家肯定都知道了，我就不多说，不知道可以去看教材，我这里是严格按照教材的思路来写的。
我们先在VS里面新建一个C#的Windows窗体应用程序，然后在窗体上拖一个ListBox控件，并设置ListBox的布局属性dock为完全填充Fill，也就是占满整个窗体，窗体有多大，ListBox就有多大。设计好后如图所示：
然后我们双击Form1窗体，进入代码编辑，也就是编写窗体创建事件的代码，我们设置一下程序的标题： this.Text = “单像空间后方交会”;
我们程序采取从文本文件中读取数据的方式，那么需要在程序创建的时候从文本文件中读数据。我们可以把读数据这一功能写成一个函数，再在程序创建的事件中调用该函数，从而实现程序创建时就读取数据这一功能。这里我们先规定文本中的数据格式：点号 控制点坐标X、Y、Z 影像坐标x、y，也就是每行共有六个数据，每两个数据用空格格开。我们先声明几个结构体：
public struct KZPoint //地面控制点坐标
{
public double x;
public double y;
public double z;
}
public struct YXPoint //影像点坐标
{
public double x;
public double y;
}
public struct IData //三个输入不方便的角度
{
public double ψ;
public double ω;
public double κ;
}
再在Form1类里面声明一些必要的全局变量：
double m, f, x0, y0, Xs, Ys, Zs;//m,f,x0,y0为内方位元素
int PointNum; //控制点的个数
double LowLimit; //精度控制
double a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3; //R矩阵各值
KZPoint[] KZPs; //用户输入的已知控制点
YXPoint[] YXPs; //用户输入的已知像点
IData F3; //三个输入不方便的角度
NNMatrix A, X, L; //平差矩阵, X=[dXs,dYs,dZs,dψ,dω,dκ]T; A[2n,6], L[2n,1]
string splitStr = @"\s{1,}"; //正则表达式的分隔符
好，现在我们来写读取数据的函数
//===========================从文本文件中读取初始数据,flilename为文本文件名=====================
public void DataFromText(string filename)
{
StreamReader sr = new StreamReader(filename); //声明文件流类，这个我们上篇已讲到
string text = ""; //text变量用来临时保存我们读的每一行数据
int rows = 0; //rows变量表示该文本共有多少非空行
while ((text = sr.ReadLine()) != null)
{
if (text.Trim() != "") //Trim方法用来截取两边的空格，如果为空行，截取后就为空了
{
rows++; //如果该行不为空，那么rows就加1
}
}
KZPs = new KZPoint[rows]; //有多少非空行就有多少个点，声明点坐标数组
YXPs = new YXPoint[rows];
PointNum = rows; //PointNum为点的个数，声明在全局变量里面
sr.Close();
sr = new StreamReader(filename);
for (int i = 0; i < rows; i++) //用for循环来一行一行地读取数据
{
text = sr.ReadLine().Trim();
while (text == "") //如果这行为空就一直向下读直到读到不为空的行，也就是忽视空行
{
text = sr.ReadLine().Trim();
}
Regex reg = new Regex(splitStr); //C#里面的正则表达式
//以空格为分隔符把这一行文本分成几个部分(我们这里是六个部分)并保存到数组中
string[] list = reg.Split(text);
KZPs[i].x = Convert.ToDouble(list[1]); //实现赋值
KZPs[i].y = Convert.ToDouble(list[2]);
KZPs[i].z = Convert.ToDouble(list[3]);
YXPs[i].x = Convert.ToDouble(list[4]) / 1000; //注意要将单位mm化成m
YXPs[i].y = Convert.ToDouble(list[5]) / 1000;
}
sr.Close();
sr.Dispose(); //释放文件
}
把数据读进来后我们就可以初始化数据，也就是算初值了，同样我们用一个函数来实现这一功能
//===========================初始化数据=========================================
public void InitData()
{
double tempx = 0;
double tempy = 0;
F3.κ = 0; //三个角度初始值都设为0
F3.ψ = 0;
F3.ω = 0;
for (int i = 0; i < PointNum; i++)
{
tempx = tempx + KZPs[i].x;
tempy = tempy + KZPs[i].y;
}
Zs = m * f; //按照教材上面的方法给的初值
Xs = tempx / PointNum; //平均数作为初值
Ys = tempy / PointNum;
}
数据准备好了，我们就开始迭代计算吧，先看核心迭代函数
public void Calc()
{
int times = 0; //迭代的次数
//在LostBox里面显示每次运算的情况
listBox1.Items.Add("=======================第" + times.ToString() + "次迭代=========================");
listBox1.Items.Add("Xs=" + Xs.ToString() + "; Ys=" + Ys.ToString() + "; Zs=" + Zs.ToString());
listBox1.Items.Add("ψ=" + F3.ψ.ToString() + "; ω=" + F3.ω.ToString() + "; κ=" + F3.κ.ToString());
listBox1.Items.Add("");
do
{
CalcR();//计算R矩阵
CalcL();//计算L矩阵
CalcA();//计算A矩阵
CalcX();//计算X矩阵
//算出X矩阵后我们把改正数加到参数里面去，作为下一次迭代的初始值
Xs = Xs + X.Matrix[0, 0]; Ys = Ys + X.Matrix[1, 0]; Zs = Zs + X.Matrix[2, 0];
F3.ψ = F3.ψ + X.Matrix[3, 0]; F3.ω = F3.ω + X.Matrix[4, 0]; F3.κ = F3.κ + X.Matrix[5, 0];
//迭代次数加1
times = times + 1; //迭代次数加1
//在LostBox里面显示每次运算的情况
listBox1.Items.Add("=======================第" + times.ToString() + "次迭代=========================");
listBox1.Items.Add("Xs="+Xs.ToString()+"; Ys="+Ys.ToString()+"; Zs="+Zs.ToString());
listBox1.Items.Add("ψ="+F3.ψ.ToString()+"; ω="+F3.ω.ToString()+"; κ="+F3.κ.ToString());
listBox1.Items.Add("");
} while ((Math.Abs(X.Matrix[0, 0]) > LowLimit) || (Math.Abs(X.Matrix[1, 0]) > LowLimit) || (Math.Abs(X.Matrix[2, 0]) > LowLimit) || (Math.Abs(X.Matrix[3, 0]) > LowLimit) || (Math.Abs(X.Matrix[4, 0]) > LowLimit) || (Math.Abs(X.Matrix[5, 0]) > LowLimit));
//这个do...while循环实现迭代，其中由while条件来判断什么时候结束迭代，其中LowLimit是我们设置的精度，定义在全局变量中
}
好，核心函数里面我们只有那么几个计算矩阵的函数功能没有实现了，我们再逐一实现就好，照着书上的公式抄上去就行了，非常简单
//===========================计算R矩阵==========================================
public void CalcR()//用到的是教材32页公式3-9
{
a1 = Math.Cos(F3.ψ) * Math.Cos(F3.κ) - Math.Sin(F3.ψ) * Math.Sin(F3.ω) * Math.Sin(F3.κ);
a2 = -Math.Cos(F3.ψ) * Math.Sin(F3.κ) - Math.Sin(F3.ψ) * Math.Sin(F3.ω) * Math.Cos(F3.κ);
a3 = -Math.Sin(F3.ψ) * Math.Cos(F3.ω);
b1 = Math.Cos(F3.ω) * Math.Sin(F3.κ);
b2 = Math.Cos(F3.ω) * Math.Cos(F3.κ);
b3 = -Math.Sin(F3.ω);
c1 = Math.Sin(F3.ψ) * Math.Cos(F3.κ) + Math.Cos(F3.ψ) * Math.Sin(F3.ω) * Math.Sin(F3.κ);
c2 = -Math.Sin(F3.ψ) * Math.Sin(F3.κ) + Math.Cos(F3.ψ) * Math.Sin(F3.ω) * Math.Cos(F3.κ);
c3 = Math.Cos(F3.ψ) * Math.Cos(F3.ω);
}
//===========================计算L矩阵==========================================
public void CalcL()//用到的是教材62页公式5-4
{
L = new NNMatrix(2 * PointNum, 1);
double JSx = 0;
double JSy = 0;
for (int i = 0; i < PointNum; i++)
{
//算近似值用到教材34页公式3-15，其中加上了x0，y0不为0的情况
JSx = x0 / 1000 - f * ((a1 * (KZPs[i].x - Xs) + b1 * (KZPs[i].y - Ys) + c1 * (KZPs[i].z - Zs)) / (a3 * (KZPs[i].x - Xs) + b3 * (KZPs[i].y - Ys) + c3 * (KZPs[i].z - Zs)));
JSy = y0 / 1000 - f * ((a2 * (KZPs[i].x - Xs) + b2 * (KZPs[i].y - Ys) + c2 * (KZPs[i].z - Zs)) / (a3 * (KZPs[i].x - Xs) + b3 * (KZPs[i].y - Ys) + c3 * (KZPs[i].z - Zs)));
//给L矩阵赋值
L.Matrix[2 * i, 0] = YXPs[i].x - JSx;
L.Matrix[2 * i + 1, 0] = YXPs[i].y - JSy;
}
}
//===========================计算A矩阵==========================================
public void CalcA()//用到教材63页公式5-8及66页公式5-9b
{
double a11, a12, a13, a21, a22, a23, a14, a15, a16, a24, a25, a26, Z1;
A = new NNMatrix(2 * PointNum, 6);
for (int i = 0; i < PointNum; i++)
{
Z1 = a3 * (KZPs[i].x - Xs) + b3 * (KZPs[i].y - Ys) + c3 * (KZPs[i].z - Zs);
a11 = (a1 * f + a3 * YXPs[i].x) / Z1;
a12 = (b1 * f + b3 * YXPs[i].x) / Z1;
a13 = (c1 * f + c3 * YXPs[i].x) / Z1;
a21 = (a2 * f + a3 * YXPs[i].y) / Z1;
a22 = (b2 * f + b3 * YXPs[i].y) / Z1;
a23 = (c2 * f + c3 * YXPs[i].y) / Z1;
a14 = YXPs[i].y * Math.Sin(F3.ω) - ((YXPs[i].x * (YXPs[i].x * Math.Cos(F3.κ) - YXPs[i].y * Math.Sin(F3.κ))) / f + f * Math.Cos(F3.κ)) * Math.Cos(F3.ω);
a15 = -f * Math.Sin(F3.κ) - YXPs[i].x * (YXPs[i].x * Math.Sin(F3.κ) + YXPs[i].y * Math.Cos(F3.κ)) / f;
a16 = YXPs[i].y;
a24 = -YXPs[i].x * Math.Sin(F3.ω) - ((YXPs[i].x * (YXPs[i].x * Math.Cos(F3.κ) - YXPs[i].y * Math.Sin(F3.κ))) / f - f * Math.Sin(F3.κ)) * Math.Cos(F3.ω);
a25 = -f * Math.Cos(F3.κ) - YXPs[i].y * (YXPs[i].x * Math.Sin(F3.κ) + YXPs[i].y * Math.Cos(F3.κ)) / f;
a26 = -YXPs[i].x;
//给A矩阵赋值
A.Matrix[2 * i, 0] = a11;
A.Matrix[2 * i, 1] = a12;
A.Matrix[2 * i, 2] = a13;
A.Matrix[2 * i, 3] = a14;
A.Matrix[2 * i, 4] = a15;
A.Matrix[2 * i, 5] = a16;
A.Matrix[2 * i + 1, 0] = a21;
A.Matrix[2 * i + 1, 1] = a22;
A.Matrix[2 * i + 1, 2] = a23;
A.Matrix[2 * i + 1, 3] = a24;
A.Matrix[2 * i + 1, 4] = a25;
A.Matrix[2 * i + 1, 5] = a26;
}
}
//===========================计算X矩阵==========================================
public void CalcX()//用到了教材63页公式5-6，主要为矩阵运算，矩阵运算代码及用法见附录中的链接
{
NNMatrix AT = new NNMatrix(6, 2 * PointNum);//声明矩阵A的转置为6行，两倍点个数列
NNMatrix ATA = new NNMatrix(6, 6); //ATA为A的转置乘以A
NNMatrix ATA1 = new NNMatrix(6, 6); //ATA1为ATA的逆
NNMatrix ATA1AT = new NNMatrix(6, 2 * PointNum); //ATA1AT为ATA1乘以A的转置
X = new NNMatrix(6, 1);
AT = NNMatrix.Transpos(A); //求AT
ATA = AT * A;
ATA1 = NNMatrix.Invers(ATA); //求ATA的逆
ATA1AT = ATA1 * AT;
X = ATA1AT * L;
}
好了，到目前为止我们所以的函数模块都完成了，现在我们来在程序创建的时候调用他们，我们按Shift+F7来到窗体设计视图，双击窗体，写如下代码
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
this.Text = "单像空间后方交会";
DataFromText("data.txt"); //读取数据
//初始化参数
x0 = 0;
y0 = 0;
m = 50000;
f = 0.0281359;
LowLimit = 0.000029;
//初始化数据
InitData();
//进行迭代计算并显示结果
Calc();
}
OK，到这里这个程序就算是完成了。我们将数据都填好到data.txt这个文件中，然后把data.txt拷到和我们程序一个目录下，然后我们F5调试运行，效果如图：
拓展篇
虽然我们这个程序最基本的功能都已经实现了，但还是有一些地方可以改进。比如说我们在程序创建时候在代码里面设置x0,y0,m,f以及精度LowLimit的值，这样就不太好，因为这样使得使用我们程序的人不能自己去定义这些参数，所以还是应该把这些数据放到文本文件中去，由用户自己输入，我们再调用函数去读这个数据。也就是我们需要DataFromText这个函数里面做些修改，使其能达到我们的目的，这个大家自己去写。
注意观察代码就会发现，我们程序只是从特定的文件data.txt中读取数据，那么要是我们还有其它数据呢，怎么办，难到要我们去把它名字都改成data.txt再来运行程序么，所以这个地方需要我们再改进。我们其实可以达到这么一个效果，我们把数据文件拖到程序窗体中去，然后就可以进行对这个文件进行运算。其实实现这个功能一点都不难，几行代码就搞定了。跟着我一步一步来做吧。
我们来到窗体设计视图，选中窗体，在属性那一栏中切换到事件(点一下那个闪电状的图标)，我们找到DragEnter这一事件，然后双击进去写代码：
private void Form1_DragEnter(object sender, DragEventArgs e)
{
if (e.Data.GetDataPresent(DataFormats.FileDrop)) e.Effect = DragDropEffects.Link;
else e.Effect = DragDropEffects.None;
}
同理我们找到DragDrop事件，双击进去写上如下代码：
private void Form1_DragDrop(object sender, DragEventArgs e)
{
//MessageBox.Show(((System.Array)e.Data.GetData(DataFormats.FileDrop)).GetValue(0).ToString());
listBox1.Items.Clear();
DataFromText(((System.Array)e.Data.GetData(DataFormats.FileDrop)).GetValue(0).ToString());
InitData();
Calc();
}
好了，该功能就这么简单地被我们实现了，不妨运行一下，然后拖个文件试试。咦，好像可以哦，是不是很爽？
最后我们还可以设置程序的图标，在Form的Icon属性里面，选择一个Ico格式的图标文件就好。再设置一下程序，使其运行的时候窗体居中，也就是位于屏幕正中，在Form的StartPosition属性中选择CenterScreen就好。还可以有其它的设置，比如说可以设置程序最小化显示在系统托盘等等，大家自己去想吧。