是不是很炫，不过我们今天要用C++绘制的不是上面这幅，而是下面这幅。注意，是动态的哦。

在今天之前，你能想象用C++几十行代码就能做出上面这个程序吗？

代码实现

在EasyX的文档中，就有这么一个Demo程序。我们先来分析一下这段代码。

#include <graphics.h>
#include <time.h>
#include <conio.h>

#define MAXSTAR 200 // 星星总数

struct STAR
{
    double  x;
    int     y;
    double  step;
    int     color;
};

STAR star[MAXSTAR];

// 初始化星星
void InitStar(int i)
{
    star[i].x = 0;
    star[i].y = rand() % 480;
    star[i].step = (rand() % 5000) / 1000.0 + 1;
    star[i].color = (int)(star[i].step * 255 / 6.0 + 0.5);  // 速度越快，颜色越亮
    star[i].color = RGB(star[i].color, star[i].color, star[i].color);
}

// 移动星星
void MoveStar(int i)
{
    // 擦掉原来的星星
    putpixel((int)star[i].x, star[i].y, 0);

    // 计算新位置
    star[i].x += star[i].step;
    if (star[i].x > 640)    InitStar(i);

    // 画新星星
    putpixel((int)star[i].x, star[i].y, star[i].color);
}

// 主函数
void main()
{
    srand((unsigned)time(NULL));    // 随机种子
    initgraph(640, 480);            // 创建绘图窗口

    // 初始化所有星星
    for (int i = 0; i < MAXSTAR; i++)
    {
        InitStar(i);
        star[i].x = rand() % 640;
    }

    // 绘制星空，按任意键退出
    while (!kbhit())
    {
        for (int i = 0; i < MAXSTAR; i++)
            MoveStar(i);
        Sleep(20);
    }

    closegraph(); // 关闭绘图窗口
}

看过之前C语言专题的同学们一定能够独立看明白这段代码。代码结构大体如下：

1. 星星结构体

通过结构体保存每克星星的位置信息、颜色信息和移动信息。

• 位置信息

EasyX坐标系中的点坐标位置。

• 颜色信息

所有的星星都是白色，不同的是明亮程度不同。近处的星星比较亮，远处的星星比较暗。

• 移动速度

每一次循环，所有的星星都会向右移动，通过这个参数来记录每个星星每次向右移动的距离。近处的星星移动得快，远处的星星移动得慢。

2. 星星初始化

用一个数组来保存所有的星星。每个星星都用InitStar()函数随机出一组特征值。利用这些特征值将每颗星星画在画布上。

这里使用了EasyX的画点接口：

void putpixel(int x, int y, COLORREF color);

3. 星星移动

每20毫秒循环一次，每一次循环中，每颗星星都向右移动。移动调用MoveStar()函数。

星星的移动很好实现，将之前画在画布上的点用一颗黑色的点盖掉，之后计算这颗星的新位置，最后再用这颗星的颜色把点画在新的位置上。

这里要注意，当星星移动出画布的范围时，需要给它重新初始化一组新的特征值。相当于这颗星星消失了，同时产生了一颗新星。

这里需要提一下，kbhit函数负责监听键盘输入信息。当按下键盘任意键时，返回值不为0。此时程序结束。

int kbhit(void);

这个函数我们后面还会遇到，这里不多说了。

注意：
文章开头的动图由于是图片拼接生成的gif图，与真正的程序界面相比效果差了很多。真正运行程序，你会看到比较震撼的3D效果。

没错，我说的是3D效果

面向对象的思想

对应上面的结构，其实这个程序并不太难。在实现过程中，它加入了C++的编程思想，每个星星成为独立管理的数据结构。这其实就是面向对象的初级阶段。

如果是传统的结构化编程，应该是分别用四个数组保存所有星星的横坐标、纵坐标、颜色、步长。就像下面一样。

double x[MAXSTAR];
int y[MAXSTAR];
double step[MAXSTAR];
int color[MAXSTAR];

虽然用这种方法也能实现这个功能，但仔细想想，这么设计数据结构的后果是我们设计程序时将会把每一次重绘看做一个独立的动作来实现。

有兴趣的同学可以自己写一下，只后你会发现，面向对象的思想会使你的思路更加清晰。

C++的面向对象

下面真正进入今天的主题。上面的程序虽然使用了面向对象的思想，但代码形式上依然还是结构化的。我们要用C++的类重新实现这段代码。

星星类

首先，我们创建一个Star类，用来封装每颗星星的特征数据和动作。代码如下：

class Star
{
public:
    Star(){}
    ~Star(){}

    void Init();
    void Move();

private:
    double  m_x = 0;
    int     m_y;
    double  m_step;
    int     m_color;

};

私有成员变量中，四个变量就是之前结构体中的四个成员变量。另外，星星只有两种动作，一个是创建自己，另一个是移动。这里设计了两个公有方法Init()和Move()。

C++中，总有人争论public和private究竟如何排列。我个人倾向于把public内容写在前面，因为外部使用者在使用这个类的时候，只关心public的内容。

类功能实现

两个公有函数的实现如下：

void Star::Init()
{
    if (m_x == 0)
    {
        m_x = rand() % SCREEN_WIDTH;
    }
    else
    {
        m_x = 0;
    }

    m_y = rand() % SCREEN_HEIGHT;
    m_step = (rand() % 5000) / 1000.0 + 1;
    m_color = (int)(m_step * 255 / 6.0 + 0.5);  // 速度越快，颜色越亮
    m_color = RGB(m_color, m_color, m_color);
}

void Star::Move()
{
    // 擦掉原来的星星
    putpixel((int)m_x, m_y, 0);

    // 计算新位置
    m_x += m_step;
    if (m_x > SCREEN_WIDTH)
        this->Init();

    // 画新星星
    putpixel((int)m_x, m_y, m_color);
}

代码和之前差不多，只不过操作的都是成员变量。

类的使用

void main()
{
    srand((unsigned)time(NULL));
    
    initgraph(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT); 

    Star star[MAXSTAR];
    for (int i = 0; i < MAXSTAR; i++)
    {
        star[i].Init();
    }

    while (!kbhit())
    {
        for (int i = 0; i < MAXSTAR; i++)
            star[i].Move();
    
        Sleep(30);
    }

    closegraph();
}

程序启动后，先创建Star类的一组对象，保存在star数组中。之后循环进行初始化。

每30微妙，循环一次，每颗星星按顺序调用自己的move方法。可以理解为每颗星星按顺序移动一下。直到捕获按键消息，程序退出。

最后，在文件前面加上这部分：

#include <graphics.h>
#include <time.h>
#include <conio.h>

#define SCREEN_WIDTH    1024
#define SCREEN_HEIGHT   768
#define MAXSTAR         400

这里通过宏来管理画布大小和星星的颗数。

好了，下面执行一下我们的新代码吧。

如果你还没感觉到这两种方法的差别，那么请你删掉代码，自己从零开始用着两种方法实现一下这个程序，相信你会有更多的体会。

面向对象的特点

面向对象的三大要素是：封装、继承和多态。

我们今天只用了封装这个特性。在后面的项目中，我们还会用到后面两种特性，到时候你会发现面向对象真正强大的地方。

学习编程的捷径

捷径就是——没有捷径。

编程能力是练出来的，就这一个小程序，你自己从零开始写10次就会比写9次收获多那么一些。只有反复练习才能有令自己满意的提高。

诸位加油！

我是天花板，让我们一起在软件开发中自我迭代。
如有任何问题，欢迎与我联系。

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