C++ 学习笔记教程：从基础到图形交互

一、前言

本教程围绕 C++ 基础语法、输入输出、控制逻辑，以及 EasyX 图形库简单应用展开，结合实际代码案例（含注释），帮助你通俗易懂地学习 C++ ，从控制台程序过渡到简单图形交互。

二、基础输入输出与格式控制

（一）保留小数位数输出（控制台基础）

场景：读入浮点数，按指定小数位数输出，比如保留 3 位小数。
代码示例：

#include<iostream>
// 用于格式控制（如保留小数）的头文件
#include<iomanip> 
using namespace std;

int main() {
    double n; // 双精度浮点数，存储输入的小数
    cin >> n; // 从控制台读取用户输入的浮点数
    // fixed + setprecision(3) 组合，让输出保留 3 位小数
    cout << fixed << setprecision(3) << n; 
    return 0;
}

代码注释：

• #include<iomanip>：提供 fixed、setprecision 等格式控制工具，让输出更灵活。
• double n：用双精度浮点数存储输入，比 float 精度更高，适合日常小数场景。
• fixed << setprecision(3)：fixed 表示固定小数计数法，setprecision(3) 配合它，严格保留 3 位小数。

（二）矩阵对角线求和（循环与条件判断）

场景：输入 3×3 矩阵，计算 “左下角 → 右上角” 对角线元素和（比如矩阵 [[1,2,3],[3,4,5],[6,0,1]]，对角线是 3、4、6 ，和为 13 ）。
代码示例：

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a; // 存储矩阵每个元素
    int cnt = 0; // 累加和，初始为 0
    // 两层循环遍历 3×3 矩阵（行 i 、列 j 从 1 开始计数）
    for (int i = 1; i <= 3; i++) { 
        for (int j = 1; j <= 3; j++) { 
            cin >> a; // 读取矩阵的一个元素
            // 左下角到右上角对角线，坐标满足 i + j == 4（比如 (1,3)、(2,2)、(3,1) ）
            if (i + j == 4) { 
                cnt += a; // 符合条件就累加到总和
            }
        }
    }
    cout << cnt; // 输出对角线元素和
    return 0;
}

代码注释：

• 两层 for 循环：外层控制行 i，内层控制列 j，遍历 3×3 矩阵所有元素。
• i + j == 4：3×3 矩阵中，左下角到右上角对角线的坐标规律（行号 + 列号 = 4 ），用它筛选目标元素。

三、控制台按键交互（kbhit、getch 应用）

（一）基础按键检测：按空格输出提示

场景：程序运行时，检测用户按键，按空格就输出 “按下了空格！” ，按其他键无特殊响应（可扩展逻辑）。
代码示例：

#include<iostream>
// 用于 printf 等 C 风格输出
#include<cstdio> 
// 提供 getch 函数，实现无回显按键读取
#include<conio.h> 
using namespace std;

int main() {
    // 无限循环，持续检测按键
    while (1) { 
        // kbhit()：有按键按下返回 1，否则返回 0 ，实现“实时”检测
        if (kbhit()) { 
            // getch()：读取按键（不显示到控制台，无回显），存到 input
            char input = getch(); 
            // 判断是否是空格按键（' ' 代表空格）
            if (input == ' ') { 
                printf("按下了空格！\n"); // 按空格时输出提示
            }
        }
    }
    return 0;
}

代码注释：

• #include<conio.h>：非标准库，但在 Windows + MinGW / Dev - C++ 等环境常用，提供 kbhit（检测按键）、getch（读取按键）功能。
• while(1)：无限循环，让程序持续运行、持续检测按键。
• kbhit() + getch()：前者 “监听” 按键，后者 “捕获” 按键，搭配实现实时交互。

（二）逻辑扩展：按空格触发小球跳起（结合图形库）

场景：用 EasyX 图形库画一个小球，程序运行后，按空格让小球模拟 “跳起” 效果（重力递减，更贴近真实物理感）。
代码示例：

// 图形库头文件，用于画图
#include <graphics.h> 
// 数学库，本示例暂未用到复杂数学函数，可用于扩展
#include <math.h> 
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <conio.h>
using namespace std;

const int height = 1000; // 图形窗口高度，常量定义更清晰

int main() {
    // 初始化图形窗口：宽 600 像素，高 height（1000）像素
    initgraph(600, height); 
    // 设置填充颜色为白色（画实心球用）
    setfillcolor(WHITE); 
    // 画实心圆：圆心 (300,800) ，半径 30
    fillcircle(300, 800, 30); 

    while (1) { // 持续运行，等待按键
        if (kbhit()) { // 检测到按键
            char input = getch(); // 读取按键
            if (input == ' ') { // 按下空格
                printf("按下了空格！\n"); 

                float gravity = 15; // 初始重力加速度，控制下落速度
                float y = 800; // 小球初始 y 坐标（垂直方向位置）
                // 让小球“下落” 30 次，模拟运动过程
                for (int i = 1; i <= 30; i++) { 
                    cleardevice(); // 清屏，准备画下一帧
                    y = y - gravity; // 小球 y 坐标变化（向上减小，模拟跳起）
                    // 重新画小球，位置更新
                    fillcircle(300, y, 30); 
                    Sleep(10); // 暂停 10 毫秒，让动画更平滑
                    gravity = gravity - 0.5; // 重力递减，模拟“下落越来越慢”（可调整逻辑）
                }
            }
        }
    }

    closegraph(); // 关闭图形窗口（实际因无限循环，可能难执行到，可按需调整）
    return 0;
}

代码注释：

• #include <graphics.h>：EasyX 图形库头文件，需确保编译器环境支持（如 Dev - C++ 可安装 EasyX 插件），用于创建窗口、画图。
• initgraph(600, height)：创建宽 600、高 1000 的图形窗口。
• setfillcolor + fillcircle：设置填充颜色，画实心圆（小球初始位置）。
• 小球跳起逻辑：按空格后，通过 for 循环让小球位置变化（y 递减），gravity 递减模拟 “重力变化”，cleardevice 清屏实现动画刷新，Sleep(10) 控制帧率。

四、总结与拓展方向

（一）知识回顾

1. 基础输入输出：用 cin 读数据、cout 输出，结合 iomanip 控制格式（如保留小数）。
2. 循环与条件：通过 for 循环遍历、if 判断，实现矩阵对角线求和等逻辑。
3. 按键交互：kbhit 检测按键、getch 读取按键，搭配无限循环实现实时响应。
4. 图形扩展：EasyX 图形库实现简单动画（如小球跳起），让程序更生动。

（二）拓展建议

1. 图形库深化：学习画直线、矩形、文字，甚至做小游戏（如 “接球游戏” ，小球下落 + 鼠标控制挡板接球）。
2. 逻辑优化：给小球跳起加 “反弹” 效果（触顶后改变运动方向），或让重力逻辑更贴近物理公式。
3. 用户交互升级：除了空格，监听方向键（如 ↑↓←→ ）控制小球移动，拓展交互玩法。

通过以上案例，你已接触 C++ 控制台交互、简单算法逻辑，以及图形库基础应用。多修改代码、调整参数（比如小球重力、循环次数），就能更深入理解程序运行逻辑，慢慢写出更有趣的作品啦！