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C/C++语言使用EasyX绘图库实现简易时钟

爱美女的小猪猪 386

前言:

现时咱们对“js实现电子时钟自动走动的效果”大致比较注重,各位老铁们都想要学习一些“js实现电子时钟自动走动的效果”的相关内容。那么小编同时在网络上网罗了一些关于“js实现电子时钟自动走动的效果””的相关知识,希望兄弟们能喜欢,朋友们快快来了解一下吧!

前不久用JS+html<canvas>标签实现了简易时钟(见HTML使用Canvas绘制动画时钟),最近学习C/C++语言(话说怎么区分写的是c还是c++?),恰好看到一个有趣的绘图库EasyX,拿它来练练手,就先做个简易时钟看看吧。

EasyX Graphics Library 是针对 Visual C++ 的免费绘图库,支持 VC6.0 ~ VC2022。EasyX可以帮助 C/C++ 初学者快速上手图形和游戏编程。

比如,可以基于 EasyX 图形库很快的用几何图形画一个房子,或者一辆移动的小车,可以编写俄罗斯方块、贪吃蛇、黑白棋等小游戏,可以练习图形学的各种算法,等等。

简单了解了EasyX后,就可以开干了。本文开发环境是windows 11和Visual Studio 2022。首先打开vs2022并创建一个空的控制台项目,在项目里新建main.cpp,#include EasyX的头文件graphics.h。提示:由于EasyX是针对C++的绘图库,必须用cpp文件来开发编译,但是编码可以是c也可以是c++。

EasyX使用非常简单,可以一边阅读EasyX在线文档()一边开发。基本流程:

#include <graphics.h>		// 引用图形库头文件int main(){	initgraph(600, 400);	// 创建绘图窗口,大小为 600x400 像素	//绘图操作	closegraph();			// 关闭绘图窗口	return 0;}

下面基于以上基础代码逐步添加。

准备工作

由于EasyX默认情况下生成的绘图界面是黑色的背景,我们可以使用setbkcolor函数更改界面背景色为白色:

setbkcolor(WHITE);cleardevice(); //设置背景色后要清除设备才能生效setlinecolor(BLACK);//设置线条颜色(白底黑线)

在 EasyX 中,坐标分两种:物理坐标和逻辑坐标。

物理坐标是描述设备的坐标体系。

坐标原点在设备的左上角,X 轴向右为正,Y 轴向下为正,度量单位是像素。

坐标原点、坐标轴方向、缩放比例都不能改变。

逻辑坐标是在程序中用于绘图的坐标体系。

坐标默认的原点在窗口的左上角,X 轴向右为正,Y 轴向下为正,度量单位是点。

默认情况下,逻辑坐标与物理坐标是一一对应的,一个逻辑点等于一个物理像素。

默认原点(0,0)在绘图窗口的左上角,示例中为了方便绘制时钟,将原点修改为窗口的中心点:

//假设窗口大小为600x400,则中心点为(600/2,400/2)setorigin(300,200);//坐标原点设置成功后,(300,200)位置即为绘图坐标的原点(0,0)

为方便代码编写,先定义了几个常量:

#define W 800	//窗口宽度#define H 620	//窗口高度#define oY H/2	//调整坐标原点y为窗口高度的一半#define R 290	//时钟内圆半径#define PI 3.14#define HD PI/180 //因需多次计算弧度,提前算出部分公共值#define R_2 R/2
绘制钟面内外框

时钟可以分成钟面外框、大小刻度和指针。由于指针指向是需要随时间动态变化,因此不能固定不变。而钟面外框是固定不变的,可以只绘制一次。(大小刻度也是固定不变的,但是由于与秒针行走路径有重叠,也要动态绘制)

示例中钟面外框绘制成两个大圆,都有一定的宽度。

绘制圆形的函数是void circle( int x, int y, int radius );参数分别是圆心的x、y坐标以及半径长度,如果要绘制宽度,可以使用setlinestyle()函数设置线条的形状和宽度:

setlinecolor(BLACK);//设置线条颜色setlinestyle(PS_SOLID, 10);//设置线条样式和宽度circle(0, 0, oY - 10); //绘制时钟外黑框//画出时钟的内框setlinestyle(PS_SOLID, 4);circle(0, 0, R);setlinestyle(PS_SOLID, 1);//绘制完钟面内外两个框后恢复线条宽度为1

绘制钟面内外两个框

绘制大小刻度和12个数字

由于大小刻度与指针有部分重叠,因此也要跟随指针一起反复动态绘制。因此都将它们放入一个while循环中。

示例中,大刻度画小实心圆,小刻度画短线条。画刻度和指针都需要定位坐标,需要用上数学计算,须先引入头文件math.h。具体的坐标计算方法可以自行度娘或看前一篇js+canvas绘制时钟,里面有简单的解释。

setfillcolor(BLACK);//大刻度实心小圆的填充色(黑色)double _x, _y;TCHAR s[3];settextcolor(BLACK);LOGFONT f;gettextstyle(&f);f.lfHeight = 36; //设置字体大小_tcscpy_s(f.lfFaceName, _T("serif")); //设置字体名称f.lfQuality = ANTIALIASED_QUALITY;	//设置字体平滑效果settextstyle(&f);for (int j = 9, i = 0; i < 12; j++, i++) {//由于坐标0度指向刻度3,所以有针对性地修正一下	if (i > 2) { j = i - 3; }	int _t = j * 30;//每个大格30度,用于下面的弧度计算	_x = cos(HD * _t) * (R - 5);	_y = sin(HD * _t) * (R - 5);//计算大刻度的圆心坐标	fillcircle(_x, _y, 5);//绘制大刻度//开始绘制文字,先计算文字显示位置的矩形坐标	swprintf_s(s, _T("%d"), i == 0 ? 12 : i);	RECT tr;//定义文字矩形结构	if (j == 10) {//修正部分矩形形状,j==10指向1时		tr.left = _x - 50;		tr.top = _y;		tr.right = _x;		tr.bottom = _y + 50;	}else if(j==4){//指向7时		tr.left = _x +50;		tr.top = _y;		tr.right = _x;		tr.bottom = _y -50;			}else if (j == 1) {//指向4时		tr.left = _x - 50;		tr.top = _y - 50;		tr.right = _x;		tr.bottom = sin(HD * (5+_t)) * (R - 5);	}else if( j == 7) {//指向10时		tr.left = _x+10;		tr.top = sin(HD * (5 + _t)) * (R - 5);		tr.right = _x+50;		tr.bottom = _y+50;	}else {		tr.left = cos(HD * (_t - 5 < 0 ? 355 : _t - 5)) * (R);		tr.top = sin(HD * (_t - 5 < 0 ? 355 : _t - 5)) * (R);		tr.right = cos(HD * (_t + 5)) * (R - 70);		tr.bottom = sin(HD * (_t + 5)) * (R - 70);	}	//简单地绘制12个数字,如果有更好的定位方式欢迎告知,谢谢。	drawtext(s, &tr, DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);
//绘制60个小刻度setlinestyle(PS_SOLID | PS_ENDCAP_SQUARE, 3);double xx = 0;for (int j = 0, i = 0; i < 60; i++) {	j = i - 15;	if (j < 0) { j = 60 + j; }	if (j % 5 == 0) { continue; }	xx = HD * j * 6;	line(cos(xx) * (R - 10), sin(xx) * (R - 10), cos(xx) * (R - 5), sin(xx) * (R - 5));}//绘制圆心fillcircle(0, 0, 8);

效果图:

绘制大小刻度和圆心

绘制指针

指针有三种,时针粗短,分针适中,秒针细长,示例中将秒针绘制成红色以示区别。指针的位置是根据时间动态更新的,所以先要获取当前的系统时间,可以简单地引入time.h头文件。

//绘制时针,参数为当前时,分,秒void drawHp(int h,int m,int s) {	h -= 3;	if (h < 0) {		h = 12 + h;	}	double hd = HD * h * 30 + PI/360 * m +PI/21600 * s;	int _x = cos(hd) * (R_2+10);	int _y = sin(hd) * (R_2+10);	drawPt(_x, _y, 8);}//绘制分针,参数为当前分,秒void drawMp(int h,int s) {	h -= 15;	if (h < 0) {		h = 60+h;	}	double hd = HD * (double)(h + s / static_cast<double>(60)) * 6;	int _x = cos(hd) * (R_2+40);	int _y = sin(hd) * (R_2+40);	drawPt(_x, _y, 5);}//绘制秒针,参数为当前秒void drawSp(int h) {	h -= 15;	if (h < 0) {		h = 60 + h;	}	double hd = HD * h * 6;	int _x = cos(hd) * (R_2 + 120);	int _y = sin(hd) * (R_2 + 120);		drawPt(_x, _y, 2);}//根据指针x、y坐标真实绘制指针void drawPt(int x, int y,int w) {	if (w == 2) {		setlinecolor(RED);	}	setlinestyle(PS_SOLID | PS_JOIN_ROUND | PS_ENDCAP_ROUND, w);	line(0, 0, x, y);	setlinecolor(BLACK);}

调用方式:

time_t now = time(NULL);struct tm info;localtime_s(&info,&now);//获得本地时间int hour = info.tm_hour;int minute = info.tm_min;int second = info.tm_sec;drawHp(hour,minute,second);drawMp(minute,second);drawSp(second);

让我们看看效果如何。

绘制了指针的时钟,出现了好多的秒针轨迹

哈哈,闹笑话了。由于我们在实时地?计算新的指针坐标并更新绘制新的指针位置,因此界面上绘制出了很多的秒针轨迹。怎么解决呢?方法肯定是有的,可以绘制前先清除设备(调用cleardevice()函数,将清除整个绘图窗口),我们这里不打算清除全部,只把钟面圆框内的部分清除:

clearcircle(0, 0, oY-25);//先清除内圆框之内的全部//然后再写动态绘图刻度和指针的代码

看看效果如何:

到此为止,一个简单的时钟已经绘制完成了。但是你可能发现有点小问题:界面有时会闪烁一下。这是由于动态更新指针位置并实时绘制出来造成的闪烁,可以使得经典的双缓冲技术来解决。EasyX很贴心地提供了这个技术,只需要三个函数:

BeginBatchDraw();while(true){  //反复的绘制操作	FlushBatchDraw();}EndBatchDraw();

就是这么简单。在我们的示例代码中加上它们就行了。

简单优化:节流

示例中将动态时间计算和实时更新绘图都放在了while循环中,计算机超强的计算速度下,每秒可将会计算非常多次,示例中时钟是按秒走的,我们可以采用节流思想,在一段时间的指定时间间隔内只执行一次回调函数,限制在一定时间内的执行次数,从而控制高频率触发的事件,避免过多的计算或操作影响性能。最简单的做法是一次绘图更新完成后,sleep一定时间。也可以根据系统时钟打点数计算fps:

const clock_t FPS = 1000 / 2;//每秒只执行两次clock_t startTime, freamTime;while (true) {	//计算帧率		startTime = clock();		freamTime = clock() - startTime;		if (freamTime < FPS)		{			Sleep(FPS - freamTime);		}  //将各种动态绘图代码写在此处}
完整代码(Visual stdio 2022 编译通过)
#include<graphics.h>#include<math.h>#include<time.h>#define W 800	//窗口宽度#define H 620	//窗口高度#define oY H/2	//调整坐标原点y为窗口高度的一半#define R 290	//时钟内圆半径#define PI 3.14#define HD PI/180#define R_2 R/2//绘制时钟钟面void drawFace();//绘制时针void drawHp(int h,int m,int s);//绘制分针void drawMp(int h,int s);//绘制秒针void drawSp(int h);void drawPt(int x, int y,int w);int main() {	initgraph(W, H,0);	SetWindowText(GetHWnd(),_T("动态时钟"));	//调整坐标原点为窗口中心,方便绘图	setorigin(W / 2, oY);//设置坐标原点,以窗口中心点当作坐标原点(0,0)	setbkcolor(WHITE);	cleardevice();	setlinecolor(BLACK);//设置线条颜色	setlinestyle(PS_SOLID, 10);//设置线条样式和宽度	circle(0, 0, oY - 10); //绘制时钟外黑框	//画出时钟的内框	setlinestyle(PS_SOLID, 4);	circle(0, 0, R);	setlinestyle(PS_SOLID, 1);		const clock_t FPS = 1000 / 2;//每秒执行两次	clock_t startTime, freamTime;	BeginBatchDraw();//开启双缓冲绘图功能,防止界面闪烁	while (true) {		//计算帧率			startTime = clock();			freamTime = clock() - startTime;			if (freamTime < FPS)			{				Sleep(FPS - freamTime);			}						clearcircle(0, 0, oY-25);//将需要动态绘制的部分清除掉			time_t now = time(NULL);			struct tm info;			localtime_s(&info,&now);			int hour = info.tm_hour;			int minute = info.tm_min;			int second = info.tm_sec;						drawFace();			drawHp(hour,minute,second);			drawMp(minute,second);			drawSp(second);			FlushBatchDraw();	}	EndBatchDraw();	closegraph();	return 0;}void drawHp(int h,int m,int s) {	h -= 3;	if (h < 0) {		h = 12 + h;	}	double hd = HD * h * 30 + PI/360 * m +PI/21600 * s;	int _x = cos(hd) * (R_2+10);	int _y = sin(hd) * (R_2+10);	drawPt(_x, _y, 8);}void drawMp(int h,int s) {	h -= 15;	if (h < 0) {		h = 60+h;	}	double hd = HD * (double)(h + s / static_cast<double>(60)) * 6;	int _x = cos(hd) * (R_2+40);	int _y = sin(hd) * (R_2+40);	drawPt(_x, _y, 5);}void drawSp(int h) {	h -= 15;	if (h < 0) {		h = 60 + h;	}	double hd = HD * h * 6;	int _x = cos(hd) * (R_2 + 120);	int _y = sin(hd) * (R_2 + 120);		drawPt(_x, _y, 2);}void drawPt(int x, int y,int w) {	if (w == 2) {		setlinecolor(RED);	}	setlinestyle(PS_SOLID | PS_JOIN_ROUND | PS_ENDCAP_ROUND, w);	line(0, 0, x, y);	setlinecolor(BLACK);}void drawFace() {	//绘制12个大刻度,使用白色实心小圆	setfillcolor(BLACK);	double _x, _y;	TCHAR s[3];	settextcolor(BLACK);	LOGFONT f;	gettextstyle(&f);	f.lfHeight = 36; //设置字体大小	_tcscpy_s(f.lfFaceName, _T("serif")); //设置字体名称	f.lfQuality = ANTIALIASED_QUALITY;	//设置字体平滑效果	settextstyle(&f);		for (int j = 9, i = 0; i < 12; j++, i++) {		if (i > 2) { j = i - 3; }		int _t = j * 30;		_x = cos(HD * _t) * (R - 5);		_y = sin(HD * _t) * (R - 5);		fillcircle(_x, _y, 5);//绘制大刻度		swprintf_s(s, _T("%d"), i == 0 ? 12 : i);		RECT tr;//定义文字位置		if (j == 10) {//1时			tr.left = _x - 50;			tr.top = _y;			tr.right = _x;			tr.bottom = _y + 50;		}else if(j==4){//7时			tr.left = _x +50;			tr.top = _y;			tr.right = _x;			tr.bottom = _y -50;					}else if (j == 1) {//4时			tr.left = _x - 50;			tr.top = _y - 50;			tr.right = _x;			tr.bottom = sin(HD * (5+_t)) * (R - 5);		}else if( j == 7) {//10时			tr.left = _x+10;			tr.top = sin(HD * (5 + _t)) * (R - 5);			tr.right = _x+50;			tr.bottom = _y+50;		}else {			tr.left = cos(HD * (_t - 5 < 0 ? 355 : _t - 5)) * (R);			tr.top = sin(HD * (_t - 5 < 0 ? 355 : _t - 5)) * (R);			tr.right = cos(HD * (_t + 5)) * (R - 70);			tr.bottom = sin(HD * (_t + 5)) * (R - 70);		}		drawtext(s, &tr, DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);	}	//绘制60个小刻度	setlinestyle(PS_SOLID | PS_ENDCAP_SQUARE, 3);	double xx = 0;		for (int j = 0, i = 0; i < 60; i++) {		j = i - 15;		if (j < 0) { j = 60 + j; }		if (j % 5 == 0) { continue; }		xx = HD * j * 6;		line(cos(xx) * (R - 10), sin(xx) * (R - 10), cos(xx) * (R - 5), sin(xx) * (R - 5));	}	//绘制圆心	fillcircle(0, 0, 8);}

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