学习C语言十天了，我实现了仿真自由落体小球『C/C++&图形库EasyX』

专栏导读

作者简介：花想云，在读本科生一枚，致力于 C/C++、Linux 学习。

本文收录于 初学C语言必会的20个小游戏专栏，本专栏主要内容为利用C/C++与图形库EasyX实现各种有趣的小游戏。

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文章导读

本文主要内容为，利用图形库与简单的C语言语法实现仿真自由落体小球。有多仿真呢？在代码中，我们引入了速度、加速度、阻力的概念，目的是尽量模仿真实的物理世界。但是真实的实现过程和物理知识没多大关系，所以小伙伴们放心食用哦~

准备工作

1. vs2013/2019/2022，选择一款IDE；（并不代表其它的不能，只是我没试过而已）
2. 下载安装easyx;

• 进入官网easyx下载；
• 点击安装；

到这就OK了，开搞！

一、显示一个静止的小球

注意

• 文件类型为.cpp不是.c；
• 必须包含头文件graphics.h与stdio.h；
• 接下来的内容请仔细阅读注释的内容。

<1.1>

#include
#include

int main()
{
	initgraph(600, 600);  //初始化游戏窗口画面，宽600，高600
	fillcircle(300, 300, 50);  //在坐标（300，300）处画一个半径为50的圆

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

二、显示多个小球

修改<1.1>中的代码。添加几个小球，并控制小球的纵坐标。

<1.2>

#include
#include

int main()
{
	initgraph(600, 600);  //初始化游戏窗口画面，宽600，高600
	fillcircle(300, 100, 50);  //在坐标（300，100）处画一个半径为50的圆
	fillcircle(300, 250, 50);  //在坐标（300，250）处画一个半径为50的圆
	fillcircle(300, 400, 50);  //在坐标（300，400）处画一个半径为50的圆

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

使用#define美化代码

当我们需要频繁修改游戏窗口大小或者是小球间的间隔，那么就得每次都手动修改很多数据，未免显得有点麻烦。我们可以用#define定义一些很多地方都用到的数据，例如游戏窗口的大小、小球的间隔等，便于一次性修改。

改进<1.2>中的代码。

<1.3>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度
#define STEP 100 //两小球间的距离
int main()
{
	int y = 100; //第一个小球的高度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面

	fillcircle(300, y, 20);  //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆
	
	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20); 
	
	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);

	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);

	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

三、小球下落动画

在<1.3>的基础上，每绘制一个小球后，加上Sleep(1000)语句，表示程序暂停一秒，即可实现小球从上向下一次出现的效果。

<1.4>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度
#define STEP 100 //两小球间的距离
int main()
{
	int y = 100; //第一个小球的高度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面

	fillcircle(300, y, 20);  //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆
	
	Sleep(1000);  //休眠1000毫秒即1秒
	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);
	
	Sleep(1000);
	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);

	Sleep(1000);
	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);

	Sleep(1000);
	y += STEP;
	fillcircle(300, y, 20);

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

接着，利用cleardevice()清屏函数，在绘制新的小球前先清除画面上的内容，即可实现一个小球逐渐下落的动画效果。

<1.5>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度
#define STEP 100 //两小球间的距离
int main()
{
	int y = 100; //第一个小球的高度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面
	cleardevice(); //清屏函数
	fillcircle(300, y, 20);  //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆
	
	Sleep(1000); //休眠1000毫秒即1秒
	y += STEP;
	cleardevice();
	fillcircle(300, y, 20);
	
	Sleep(1000);
	y += STEP;
	cleardevice();
	fillcircle(300, y, 20);

	Sleep(1000);
	y += STEP;
	cleardevice();
	fillcircle(300, y, 20);

	Sleep(1000);
	y += STEP;
	cleardevice();
	fillcircle(300, y, 20);

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

四、利用while循环实现小球下落

<1.5>的代码中有很多重复的内容，我们可以用循环来代替。

<1.6>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度

int main()
{
	int y = 100; //第一个小球的高度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面
	cleardevice();

	while (1)
	{
		y = y + 1;
		cleardevice(); //清屏函数
		fillcircle(300, y, 20); //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆

		Sleep(10); //休眠10毫秒
	}

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

五、利用if语句实现小球重复下落

当小球下落到达游戏窗口的边界处，重新为y赋值，即y=-20，实现重复下落。

<1.7>

//自由落体小球  Free-fall balls
#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度

int main()
{
	int y = 100; //第一个小球的高度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面
	cleardevice();

	while (1)
	{
		y = y + 1;
		if (y > 620)
		{
			y = -20;
		}
		cleardevice(); //清屏函数
		fillcircle(300, y, 20); //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆

		Sleep(10); //休眠10毫秒
	}

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

六、实现小球落地反弹

定义一个变量vy表示小球在竖直方向上的速度，并初始化为3。在while循环中纵坐标y每次增加vy。

当小球落到地面，即到达游戏窗口边界时，令vy=-vy，使小球向上弹起。

<1.8>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度

int main()
{
	int y = 100; //第一个小球的高度
	int vy = 3; //小球竖直方向的速度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面
	cleardevice();

	while (1)
	{
		y = y + vy;
		if (y >=580) //因为小球的底部到达边界即可
		{
			vy = -vy;
		}
		cleardevice(); //清屏函数
		fillcircle(300, y, 20); //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆

		Sleep(10); //休眠10毫秒
	}

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

七、实现小球加速下落

为了更加真实的模仿真实世界，在自由落体时，物体会有向下的重力加速度，大小为g=1.0（根据自己的喜好调节）。另外为了更加精确的表示数值，我们可以将之前的坐标和速度的类型改为float类型。

还记得物理课上讲的加速度如何影响速度吗？在while循环中，速度一直在变化，每次增加g，即vy=vy+g。

<1.9>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度

int main()
{
	float y = 100; //第一个小球的高度
	float vy = 0; //小球竖直方向的速度
	float g = 1.0; //重力加速度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面
	cleardevice();

	while (1)
	{
		vy = vy + g;  //改变速度
		y = y + vy;
		if (y >=580) //因为小球的底部到达边界即可
		{
			vy = -vy;
		}
		cleardevice(); //清屏函数
		fillcircle(300, y, 20); //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆

		Sleep(10); //休眠10毫秒
	}

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

另外，小球在自由落体期间会受到阻力的影响。我们让小球在每次落地弹起的时候，速度变为之前的0.95倍。当小球停下时，要让小球正好停止在地面上，防止小球穿过地面。

<1.10>

#include
#include

#define G_WIDTH 600  //游戏窗口的宽度
#define G_HEIGHT 600 //游戏窗口的高度

int main()
{
	float y = 100; //第一个小球的高度
	float vy = 0; //小球竖直方向的速度
	float g = 0.8; //重力加速度
	initgraph(G_WIDTH, G_HEIGHT);  //初始化游戏窗口画面
	cleardevice();

	while (1)
	{
		vy = vy + g;  //改变速度
		y = y + vy;
		if (y >=580) //因为小球的底部到达边界即可
		{
			vy = -0.95*vy;  //考虑阻力的影响
		}

		if (y > 580) //使小球静止在地面上
		{
			y = 580;
		}
		cleardevice(); //清屏函数
		fillcircle(300, y, 20); //在坐标（300，y）处画一个半径为20的圆

		Sleep(10); //休眠10毫秒
	}

	getchar();  //等待按键
	closegraph(); //关闭窗口
	return 0;
}

<1.10>的代码就是最终版本了。由于某些原因，我不能在每一段代码后都附上演示动画，所以小伙伴们最好能够在敲完一段代码后，立即运行并检验。