C++练手小游戏1——模拟物理小球的运动

概述

一直在学习C++，深感学习一门语言必须得下手实践，因此在网上找了很多小项目，但好多有都不感兴趣坚持不下来。近期突然发现河海大学童晶老师的书，是专门讲编写C++小游戏的例子，很感兴趣。我根据该书的例子然后也根据自己对C++的理解，尽量以新的方式重新实现。能力有限写的不好，大家可以自己优化。
另外需要说明的是，这些例子用到了EasyX图形库，自认为这个图形库是亮点童晶老师的书最大的亮点，它是针对 C/C++ 的图形库，最大的好处是效果可视化，大大降低了直接用C++实现图形的难度，也增加了趣味性和成就感。网址在这里：https://easyx.cn/。直接下载安装就可以。

开始前说几个用的多的快捷键：
选中需要注释的代码段，按Ctrl + K + C 即可快速注释；
选中需要取消注释的代码段，按Ctrl + K + U 即可取消注释。

实现效果和涉及的知识

本例子我们将模拟物理小球的运动的场景。
例子中我们会学习EasyX图形库函数、类、头文件和源文件、全局变量等。

文件结构

比较好的文件结构是:
为每一个模块都编写一个.c文件，一个.h文件。
.c文件：函数的定义，全局变量的定义，全局结构体变量的定义。
.h文件：函数的声明，全局变量的声明(extern)，全局结构体的定义，全局结构体变量的声明。
然后main.c文件直接包含.h头文件即可。

具体代码

代码中有注释，可供参考。

FQF_CPP.cpp

// FQF_CPP.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。#include <iostream> // C++ STL 输入输出库
#include <graphics.h> // C++图形库（EasyX）
#include <conio.h> // console input/output:非cpp STL，定义了通过控制台进行输入输出的函数，如getch()
#include <stdio.h> // standard input&output:标准输入输出头文件,如scanf, printf
#include "ballXY.h" // 计算小球圆心坐标的头文件
#include "ifcollision.h" // 判断小球与边界碰撞的头文件
#include "data.h" // 全局变量using namespace std;int main()
{ballXY ballxy;ballxy.set_ballenvi(A, B, R, G, a, Tstep);initgraph(A, B);Sleep(1000);ballxy.cal_ballxy(X, Y, VX, VY);fillcircle(X, Y, R);Sleep(1000);while (1){cleardevice();float x = ballxy.get_ball_x();float y = ballxy.get_ball_y();float vx = ballxy.get_ball_vx();float vy = ballxy.get_ball_vy();fillcircle(x, y, R);Sleep(20); // 延迟20ms，非标准库函数ballxy.cal_ballxy(x, y, vx, vy);}//_getch(); // Get a character from the consoleclosegraph();return 0;
}

ballXY.h

#pragma once
#ifndef BALLXY_H_
#define BALLXY_H_class ballXY
{private:float A, B, R, G, a;float x, y, vx, vy;float Tstep;public:ballXY();~ballXY();void set_ballenvi(float W, float H, float r, float g, float f, float Tstep);void cal_ballxy(float X, float Y, float Vx, float Vy);float get_ball_x();float get_ball_y();float get_ball_vx();float get_ball_vy();
};#endif // !BALLXY_H_

ballXY.c

#include "ballXY.h"
#include "ifcollision.h"
#include <math.h>
#include "data.h"ballXY::ballXY()
{x = 0, y = 0, vx = 0, vy = 0; // 不要float是赋值，加了就是定义
}ballXY::~ballXY()
{}void ballXY::set_ballenvi(float W, float H, float r, float g, float f, float tstep)
{A = W;B = H;R = r;G = g;a = f;Tstep = tstep;
}void ballXY::cal_ballxy(float X, float Y, float Vx, float Vy)
{int ifcoll = ifcollision(X, Y, R, A, B);switch (ifcoll){case 0:vx = Vx * a;vy = (Vy + G * Tstep) * a;x = X + vx * Tstep;y = Y + vy * Tstep;break;case 1:vx = Vx * a;vy = -1 * vy * a;x = X + vx * Tstep;y = Y + vy * Tstep;if (y< R){y = R;}break;case 2:vx = Vx * a*0.97;vy = -1 * vy * a * 0.85;x = X + vx * Tstep;y = Y + vy * Tstep;if (y > B - R){y = B - R;}if (y > B - R - 2 && fabs(vy) < 1.04){vy = 0;y = y = B - R;}if (y > B - R - 2 && fabs(vy) < 1.04 && vx < 0.001){//vx = 0;}break;case 3:vx = -vx * a;vy = (Vy + G * Tstep) * a;x = X + vx * Tstep;y = Y + vy * Tstep;if (x < 0){x = 0;}break;case 4:vx = -vx * a;vy = (Vy + G * Tstep) * a;x = X + vx * Tstep;y = Y + vy * Tstep;if (x > A - R){x = A - R;}break;default:break;}/*if (fabs(Vx) <= 0.1){vx = 0;}if (y > B - R - 0.5 && fabs(Vy) <= 0.05){vy = 0;}*/
}float ballXY::get_ball_x()
{return x;
}float ballXY::get_ball_y()
{return y;
}float ballXY::get_ball_vx()
{return vx;
}float ballXY::get_ball_vy()
{return vy;
}

ifcollsion.h

#pragma once
#ifndef IFCOLLISION_H_
#define IFCOLLISION_H_extern int ifcollision(float X, float Y, float r, float A, float B);#endif // !1

ifcollsion.cpp

#include "ifcollision.h"int ifcollision(float X, float Y, float r, float A, float B)
{int ifcoll = 0;if (Y - r <= 0){ifcoll = 1;};if (Y + r >= B){ifcoll = 2;};if (X - r <= 0){ifcoll = 3;};if (X + r >= A){ifcoll = 4;}return ifcoll;
}

data.h

#pragma once#ifndef DATA_H_
#define DATA_H_extern float A, B, R, G, a, Tstep;
extern float X, Y, VX, VY;#endif // !DATA_H_

data.cpp

// 全局变量float A = 400, B = 600, R = 10, G = 9.8, a = 0.99, Tstep = 0.4;
float X = 150, Y = 450, VX = 100, VY = -200;