用C语言实现牛顿摆控制台动画

news2024/10/7 10:20:04

题目

用C语言实现牛顿摆动画，模拟小球的运动，如图所示

用C语言实现牛顿摆动画

拆解

通过控制台API定位输出小球
运动的只是2边小球，中间小球不运动，只需要固定位置输出
左边小球上升下降时，X、Y轴增量一致。
右边小球上升下降时，X、Y轴增量相反。

代码

#include <stdbool.h> // bool类型头文件
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <conio.h>

#define CONSOLEWIDTH 80  // 控制台宽度
#define CONSOLEHEIGHT 40 // 控制台高度

// 坐标结构
typedef struct _point
{
    short X;
    short Y;
} Point;

// 控制台相关

/// @brief  设置光标位置，起点从1开始
/// @param nCols 列
/// @param nRows 行
void MoveCursorTo(int nCols, int nRows)
{
    COORD crdLocation = {nCols, nRows};
    HANDLE HOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); // 获取标准输出的句柄
    SetConsoleCursorPosition(HOutput, crdLocation);   // 设置光标位置
}

/// @brief  设置控制台大小
/// @param uCol 列
/// @param nRows 行
void SetConsoleSize(unsigned uCol, unsigned nRows)
{
    char cmd[64];
    sprintf(cmd, "mode con cols=%d lines=%d", uCol, nRows);
    system(cmd);
}

//

#define NODECOUNT 6 // 小球数量
#define STARTNUM 4  // 小球大小

/// @brief 绘制小球
/// @param pos 小球位置
void printNode(Point pos)
{
    int i;
    MoveCursorTo(pos.X, pos.Y);
    for (i = 0; i < STARTNUM; i++)
        printf("*");

    MoveCursorTo(pos.X, pos.Y + 1);
    printf("*");
    for (i = 0; i < STARTNUM - 2; i++)
        printf(" ");
    printf("*");

    MoveCursorTo(pos.X, pos.Y + 2);
    for (i = 0; i < STARTNUM; i++)
        printf("*");
}

/// @brief 绘制中间不动的小球
/// @param pos 绘制位置
void printMid(Point pos)
{
    for (int i = 0; i < NODECOUNT - 1; i++)
    {
        printNode(pos);
        pos.X += STARTNUM + 1;
    }
}

int main()
{
    SetConsoleSize(CONSOLEWIDTH, CONSOLEHEIGHT); // 设置控制台大小

    Point lpos, rpos, orign;
    bool isLeft = true; // 左球标记

    orign.X = (CONSOLEWIDTH - STARTNUM * NODECOUNT) / 2; // 居中输出
    orign.Y = (CONSOLEHEIGHT - 5) / 2;

    int step = 5; // 运动步数
    int l = 0, r = 0, flag = 1;

    lpos = rpos = orign;
    lpos.X -= (STARTNUM + 1) + step; // 左球起始定位
    lpos.Y -= step;

    rpos.X += (STARTNUM + 1) * (NODECOUNT - 2); // 右球起始定位

    while (true)
    {
        if (_kbhit()) // 按任意键退出
            break;

        system("cls");

        if (isLeft)
        { // 左球运动
            lpos.X += flag;
            lpos.Y += flag;

            printNode(lpos); // 绘制小球
            printMid(orign); // 绘制中间不动的小球

            l += flag;
            if (l == step) // 左球碰撞
            {
                isLeft = false;
                flag = -1; // 标记右球起始运动
            }
            if (l == 0) // 左球到达顶点
                flag = 1;
        }
        else
        {                    // 右球运动
            rpos.X += -flag; // 右球运动时X与Y增量相反
            rpos.Y += flag;

            printNode(rpos);
            printMid(lpos);

            r += -flag;
            if (r == step) // 右球到达顶点
                flag = 1;

            if (r == 0) // 右球碰撞
            {
                isLeft = true;
                flag = -1;
            }
        }

        Sleep(300); // 运动速度，数字越小越快
    }

    return 0;
}