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  • 使用C语言实现基础图形绘制:爱心、圆形、椭圆与正方形

    1、爱心代码

    你以为的:

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 04");

    printf("\

    ********* *********\n\

    ***************** *****************\n\

    ****************************************\n\

    *******************************************\n\

    *********************************************\n\

    *********************************************\n\

    *********************************************\n\

    *********************************************\n\

    *********************************************\n\

    *********************************************\n\

    *******************************************\n\

    *****************************************\n\

    ****************************************\n\

    *************************************\n\

    ***********************************\n\

    *********************************\n\

    *****************************\n\

    *************************\n\

    *********************\n\

    ***************\n\

    *********\n\

    ***");

    return 0;

    }

    运行结果:

    实际上的:

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 04");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f;

    for (y = 1.5f; y > -1.5f; y -= 0.1f)

    {

    for (x = -1.5f; x < 1.5f; x += 0.05f)

    {

    a = x * x + y * y - 1;

    if (a * a * a - x * x * y * y * y < 0)

    {

    printf("*");

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    运行结果:

    虽然两者输出结果一样,但是显然第二种更高级一些。

    第一种的原理很好理解,那么第二种的原理是什么呢?

    实际上原理是笛卡尔的爱心函数:

    表达式是:

    函数图像是:

    我们发现函数图像的形状就是一个爱心,那么如何用代码实现呢?

    我么可以发现,爱心内部的函数值是小于零的,爱心外部的函数值是大于零的。至此,逻辑已经很清晰了,我们只要在函数值大于零时和小于零时输出不同的字符,就可以使爱心显现。这里我们选择在函数值小于零(即爱心内部)时打印 * ,在函数大于零(即爱心外部)时打印Space(即空格),这样可以使爱心更明显。令a = x * x + y * y - 1,那么a * a * a - x * x * y * y * y就是函数。在a * a * a - x * x * y * y * y < 0时printf("*");在a * a * a - x * x * y * y * y > 0时printf(" ");

    然后就要模拟x、y轴,利用for循环来实现每个x、y对应的函数大于和小于零的表现,即如果某个点(x,y)对应的函数值小于零,则在这一点打印*,反之在这一点打印空格。这样就可以实现图像的显现。

    但要将这些呈现在控制台上还要了解一些东西,因为在控制台上打印的一个字符并不是一个正方形,两个字符才能勉强凑成一个正方形。

    所以我们要对x轴的模拟改进一下,将x轴的自增改为y轴的一半,这样才能使爱心更标准。如果我们不做此改进,运行结果就会是一个拉长两倍的爱心。

    这样基本就实现了爱心图形的打印了,但还有一些小细节,在数据后面加f将数据作为float类型;可以加Sleep()函数,让我们看到打印每一行的过程;可以用system("color 04")将控制台背景改为黑色,前景改为红色。

    你可以更改x和y的增量以改变图像的精细度,尽量保持x的增量是y的一半,增量尽量不要太小。

    如果x或y的范围较大,或者打印的图形有错位,这是因为控制台的一些特性,需要缩放控制台,可以在程序运行的开始按住Ctrl + 鼠标滚轮,向上滚动是放大,向下滚动是缩小。

    知道了这些我们还能打印更多图形。

    2、圆形代码

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 09");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 1.0f; y > -1.0f; y -= 0.05f)

    {

    for (x = -1.0f; x < 1.0f; x += 0.025f)

    {

    if (x * x + y * y < 1)

    {

    printf("*");

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    3、椭圆代码

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 0a");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 3.5f; y > -3.5f; y -= 0.05f)

    {

    for (x = -6.0f; x < 6.0f; x += 0.025f)

    {

    if (x * x / 32 + y * y / 8 < 1)

    {

    printf("*");

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    在我的测试下,如果x、y的增量足够小,然后再把控制台缩放到最小尺寸,这时x与y的增量的关系最好是y = 3 * x。实际上不同的缩放程度会导致图形的不同程度的变形。

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 0a");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 3.5f; y > -3.5f; y -= 0.075f)

    {

    for (x = -6.0f; x < 6.0f; x += 0.025f)

    {

    if (x * x / 32 + y * y / 8 < 1)

    {

    printf("*");

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    这时的椭圆图像与函数图像更吻合。

    下面的正方形代码里也会解释。

    4、正方形代码

    有多种方法实现

    可以模拟为打印坐标轴的一个范围

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 0a");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 3.5f; y > -3.5f; y -= 0.1f)

    {

    for (x = -6.0f; x < 6.0f; x += 0.05f)

    {

    if(y < 2.0f && y >= -2.0f && x < 2.0f && x > -2.0f)

    {

    printf("*");

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 0a");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 3.5f; y > -3.5f; y -= 0.075f)

    {

    for (x = -6.0f; x < 6.0f; x += 0.025f)

    {

    if(y < 2.0f && y >= -2.0f && x < 2.0f && x > -2.0f)

    {

    printf("*");

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    在我的测试下,如果x、y的增量足够小,然后再把控制台缩放到最小尺寸,这时x与y的增量的关系最好是y = 3 * x。实际上不同的缩放程度会导致图形的不同程度的变形。

    5、图形组合

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 04");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 3.5f; y > -3.5f; y -= 0.075f)

    {

    for (x = -6.5f; x < 6.5f; x += 0.025f)

    {

    if (x * x / 32 + y * y / 8 < 1)

    {

    if (x * x + y * y < 8)

    {

    if (x * x / 8 + y * y / 2 < 1)

    {

    if (x * x + y * y < 2)

    {

    printf(" ");

    }

    else

    {

    printf("*");

    }

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    else

    {

    printf("*");

    }

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    可以更改每个区域的字符使图像更绚烂

    #include

    #include

    int main()

    {

    system("color 0a");

    float x = 0.0f, y = 0.0f, a = 0.0f, b = 0.0f;

    for (y = 3.5f; y > -3.5f; y -= 0.075f)

    {

    for (x = -6.5f; x < 6.5f; x += 0.025f)

    {

    if(x * x / 32 + y * y / 8 < 1)

    {

    if(x * x + y * y < 8)

    {

    if(x * x / 8 + y * y / 2 < 1)

    {

    if(x * x + y * y < 2)

    {

    if(x * x / 2 + y * y / 0.5 < 1)

    {

    printf(" ");

    }

    else

    {

    if(y > 0)

    {

    printf("2");

    }

    else

    {

    printf("@");

    }

    }

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    else

    {

    printf("7");

    }

    }

    else

    {

    printf("#");

    }

    }

    else

    {

    printf(" ");

    }

    }

    Sleep(150);

    printf("\n");

    }

    return 0;

    }

    6、结语

    当然,你们的想象力不应至于此,还有许多的图形等待你的探索,更多图形等待组合,也可以更改每个区域的字符使图像更绚烂。