C语言——爱心代码

1、爱心代码

你以为的：

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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 <stdio.h>
#include <Windows.h>

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。