C/C++跳动的爱心
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| 38 | C/C++炫酷烟花④ |
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| 40 | C/C++流星雨② |
| 敬请期待…… | |
写在前面
C/C++语言实现李峋同款跳动的爱心完整代码。
首先，我们需要知道C++作为一种高级编程语言，拥有强大的功能和灵活的语法，非常适合用来制作各种有趣的动画效果。而跳动的爱心，正是一种既简单又富有创意的动画效果，非常适合用来作为编程初学者的练习项目。要实现这个效果，我们需要用到C++的图形库和定时器功能。图形库可以帮助我们在控制台或窗口中绘制出爱心的形状，而定时器则可以让爱心以一定的频率跳动起来。
技术需求
-
图形库（Graphics Library）：使用
graphics.h提供的图形功能来绘制点、圆形、文字等图形元素。通过setfillcolor、solidcircle、outtextxy等函数来控制图形的颜色、形状和位置。 -
数学运算与公式：代码使用了数学公式生成心形曲线的点坐标。特别是通过
sin和cos函数，结合参数方程绘制心形曲线。同时使用了距离计算公式sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2))来处理点之间的关系。 -
随机数生成：通过
rand()函数生成随机数，用于随机化图形的颜色、大小、位置等，使得动画效果更具动感和变化性。随机数还被用来控制每个点是否生成。 -
动画生成：通过逐帧生成图像，利用
saveimage和loadimage函数保存并加载每一帧图像，实现动画效果。每帧的点位置随着时间变化，形成动态效果。 -
图像处理：利用
setorigin、setaspectratio等函数调整图形坐标系，使得图形能适应不同的屏幕分辨率和显示效果。 -
文本绘制：使用
outtextxy函数将文本绘制到图形上，这里用来显示"我爱你"等信息，增强图形的表现力。 -
内存与性能管理：通过存储每一帧的图像，使用
images[frame]数组来管理图像数据，确保每一帧能够被独立处理和保存。
环境搭建
环境：C/C++
软件：Visual Studio 2022
安装教程：C语言环境搭建教程（Visual Studio）
1. EasyX是什么
EasyX是一个专为C++初学者和爱好者设计的图形库。该库以简洁易用、功能实用为宗旨，通过封装Windows GDI接口，极大降低了C++编程中图形界面设计的复杂度，使得用户能够快速上手并实现各类图形图像处理任务。
EasyX提供了一系列丰富的API函数，涵盖了绘制基本图形（如线段、圆形、矩形等）、填充图形、显示文本、加载与保存图片、颜色设置以及鼠标键盘事件处理等功能。通过简单的函数调用，开发者可以高效地进行2D图形绘制和交互式程序设计。
总的来说，EasyX以其友好的学习曲线和高效的图形处理能力，极大地激发了C++初学者对计算机图形学的兴趣，是广大编程入门者和教育领域广泛采用的一款图形库工具。
2. 下载安装EasyX
1.进入EasyX官网，点击下载按钮开始下载
2.下载完成后进入下载目录，双击.exe文件无脑安装即可
接下来，让我们一步步来实现这个跳动的爱心。首先，我们需要通过一系列的数学公式来定义爱心的形状，比如使用参数方程来描述爱心的轮廓。然后，我们可以使用C++的图形库来绘制出这个形状。当绘制好爱心后，就要想办法让它跳动起来了，这里我们可以使用C++的定时器功能，设置一个合适的时间间隔，让爱心在每个时间间隔内改变位置或大小，从而产生跳动的效果。
完整代码
#include
#include
#include
#include
#include
struct Point {
double x, y;
COLORREF color;
};
const int MAX_POINTS = 256;
const COLORREF colors[MAX_POINTS] = {
RGB(255, 192, 203), // 浅粉色 (Light Pink)
RGB(255, 182, 193), // 淡粉红 (LightPink)
RGB(255, 105, 180), // 热粉红 (HotPink)
RGB(255, 20, 147), // 深粉色 (DeepPink)
RGB(219, 112, 147), // 浓粉红 (PaleVioletRed)
RGB(255, 174, 185), // 浅玫瑰红 (LightPink)
RGB(255, 0, 144) // 紫红色 (Crimson)
};
const int xScreen = GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
const int yScreen = GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN) - 100;
const double PI = 3.14159265359;
const double E = 2.71828;
const double AVG_DISTANCE = 0.162;
const int NUM_ORIGIN_POINTS = 506;
const int NUM_CIRCLES = 210;
const int NUM_FRAMES = 20;
const int COLOR_RANGE = 6;
Point origin_points[NUM_ORIGIN_POINTS];
Point points[NUM_CIRCLES * NUM_ORIGIN_POINTS];
IMAGE images[NUM_FRAMES];
int create_random(int min, int max) {
return rand() % (max - min + 1) + min;
}
void create_data() {
int index = 0;
double x1 = 0, y1 = 0, x2 = 0, y2 = 0;
// Generate origin points
for (double radian = 0.1; radian <= 2 * PI; radian += 0.005) {
x2 = 16 * pow(sin(radian), 3);
y2 = 13 * cos(radian) - 5 * cos(2 * radian) - 2 * cos(3 * radian) - cos(4 * radian);
double distance = sqrt(pow(x2 - x1, 2) + pow(y2 - y1, 2));
if (distance > AVG_DISTANCE) {
x1 = x2, y1 = y2;
origin_points[index].x = x2;
origin_points[index++].y = y2;
}
}
// Generate points
index = 0;
for (double size = 0.1, lightness = 1.5; size <= 20; size += 0.1) {
double success_p = 1 / (1 + pow(E, 8 - size / 2));
if (lightness > 1) lightness -= 0.0025;
for (int i = 0; i < NUM_ORIGIN_POINTS; ++i) {
if (success_p > create_random(0, 100) / 100.0) {
COLORREF color = colors[create_random(0, COLOR_RANGE)];
points[index].color = RGB(GetRValue(color) / lightness, GetGValue(color) / lightness, GetBValue(color) / lightness);
points[index].x = size * origin_points[i].x + create_random(-4, 4);
points[index++].y = size * origin_points[i].y + create_random(-4, 4);
}
}
}
int points_size = index;
// Generate images
for (int frame = 0; frame < NUM_FRAMES; ++frame) {
images[frame] = IMAGE(xScreen, yScreen);
SetWorkingImage(&images[frame]);
setorigin(xScreen / 2, yScreen / 2);
setaspectratio(1, -1);
for (index = 0; index < points_size; ++index) {
double x = points[index].x, y = points[index].y;
double distance = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
double distance_increase = -0.0009 * distance * distance + 0.35714 * distance + 5;
double x_increase = distance_increase * x / distance / NUM_FRAMES;
double y_increase = distance_increase * y / distance / NUM_FRAMES;
points[index].x += x_increase;
points[index].y += y_increase;
setfillcolor(points[index].color);
solidcircle(points[index].x, points[index].y, 1);
}
…… 代码分析
这段代码使用了 C++ 中的图形库来生成一系列动画图像，并展示一个基于爱心形状的图案。下面将详细分析该代码的各个部分，包括结构体定义、常量声明、函数实现和程序的执行流程。
1. 引用的头文件
#include
#include
#include
#include
#include
- graphics.h：是 C++ 中的图形处理库，提供了用于绘制图形和图像的函数。
- conio.h：用于控制台输入输出，包括
_kbhit()（检测是否有按键输入）等功能。 - ctime：用于获取系统时间，主要用于生成随机数。
- cmath：提供数学运算函数，如
pow、sqrt等。 - cstdlib：用于生成随机数等操作。
2. 数据结构
struct Point {
double x, y;
COLORREF color;
};
定义了一个 Point 结构体，用来存储二维坐标点的 x 和 y 值，以及一个 color 属性，代表该点的颜色。COLORREF 是一个颜色的结构，通常包含 RGB 颜色值。
3. 常量声明
const int MAX_POINTS = 256;
const COLORREF colors[MAX_POINTS] = {
RGB(255, 192, 203), RGB(255, 182, 193), RGB(255, 105, 180),
RGB(255, 20, 147), RGB(219, 112, 147), RGB(255, 174, 185), RGB(255, 0, 144)
};
const int xScreen = GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
const int yScreen = GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN) - 100;
const double PI = 3.14159265359;
const double E = 2.71828;
const double AVG_DISTANCE = 0.162;
const int NUM_ORIGIN_POINTS = 506;
const int NUM_CIRCLES = 210;
const int NUM_FRAMES = 20;
const int COLOR_RANGE = 6;
- MAX_POINTS：最大点数，表示图像中最多可以包含 256 个点。
- colors：存储了 7 种颜色的 RGB 值，表示动画中使用的颜色范围。
- xScreen, yScreen：获取屏幕的宽度和高度，并为绘制图像留出一些空间。
- PI 和 E：圆周率和自然常数。
- AVG_DISTANCE：用于计算点之间的平均距离。
- NUM_ORIGIN_POINTS：原始数据点的数量。
- NUM_CIRCLES：生成的圆形点的数量。
- NUM_FRAMES：动画帧的数量。
- COLOR_RANGE：颜色范围，用于选择颜色的随机数范围。
4. 全局变量
Point origin_points[NUM_ORIGIN_POINTS];
Point points[NUM_CIRCLES * NUM_ORIGIN_POINTS];
IMAGE images[NUM_FRAMES];
- origin_points：存储原始的点数据，用于计算图案。
- points：存储图形中每个点的数据，包括坐标和颜色。
- images：存储每一帧生成的图像。
5. 创建随机数的辅助函数
int create_random(int min, int max) {
return rand() % (max - min + 1) + min;
}
这个函数用来生成一个指定范围内的随机整数。通过 rand() 函数生成一个随机数，然后通过模运算限制其在给定的区间内。
6. create_data() 函数
该函数是整个程序的核心，负责生成原始点数据、计算点的位置，并生成动画的帧。
6.1 生成原始数据点
for (double radian = 0.1; radian <= 2 * PI; radian += 0.005) {
x2 = 16 * pow(sin(radian), 3);
y2 = 13 * cos(radian) - 5 * cos(2 * radian) - 2 * cos(3 * radian) - cos(4 * radian);
double distance = sqrt(pow(x2 - x1, 2) + pow(y2 - y1, 2));
if (distance > AVG_DISTANCE) {
x1 = x2, y1 = y2;
origin_points[index].x = x2;
origin_points[index++].y = y2;
}
}
这段代码生成了一个心形曲线的原始数据点，使用了 parametric equations 来绘制心形。通过遍历角度 radian，计算 x2 和 y2 的坐标，并根据距离过滤掉过于接近的点。
6.2 生成圆形点数据
这一部分通过变化 size 和 lightness，生成了不同大小、不同亮度的点。通过 success_p 来决定点是否应当被生成，最终生成的点被随机设置颜色，并加入到 points 数组中。
6.3 生成动画帧
这一段代码是核心部分，负责绘制和动画生成。
通过计算每个点的位置，绘制心形的各个点，并生成动态的效果。
7. 总结
这段代码实现了一个基于心形图案的动态生成动画，涉及到数学公式、图形绘制、随机数生成等多个方面的知识。它通过逐帧绘制来创建动画效果，并通过修改颜色、位置、大小等参数来实现动态展示。
写在后面
我是一只有趣的兔子，感谢你的喜欢！
