探究在小学阶段C++语言的学习方式

贾莉

引言

我在刚开始学习C语言的时候只有一个目的，就是给51单片机机器人编写程序。每学习一个抽象的知识点，就可以通过机器人的动作，形象地表现出来，每完成一段程序会很有成就感。这种学习方式有两个好处，即可以加深理解和正向激励。后期，我接触到java和C++之类的语言，感觉奋斗了半天，只是在屏幕上出现了“Hello world！”，或者控制台出现了“0110”之类的数字，瞬间积极性被打消很多。人们更容易理解形象直观的东西，通过一些实验发现，做一些小游戏或者网页动画，更容易让初学者喜欢上编程。

现在市面流行的青少年代码编程语言，有Python，JavaScript，HTML等可以做小游戏的语言（小学段），还有C++语言，学习它是用来参加信息学奥林匹克竞赛的（初高中段）。细看学习内容，两个年龄段衔接是有缝隙的。Python虽然热度高，但学习的知识点无外乎“变量”“if else”“for while”之类的基础知识。如果直接用C++语言来制作小游戏，用这种方式学习能达到相同的效果。而且在以后，可以直接衔接到高级别的比赛如“信息学奥赛”等。因此，我制作了一个“飞机大战”的小游戏，拆分以后即可用于课堂教学。

研究目的

利用“飞机大战”小游戏，探究在小学阶段C++语言的学习方式。

实验环境

环境：Visual Studio-2019，Easy_X图形库，C++语言。

当初计划使用Turbo C来编写这个程序，但通过实践环节验证，这个环境太老了，复制粘贴都不太方便。最后选择了安装VS2019集成开发环境，这个软件兼容很多语言，对非企业版本用户是免费的，非常方便使用。

然后下载安装easyX图形库插件，借助VS2019优秀的编辑和调试环境，再用easyX避开了注册窗口等非常复杂的操作，这样就能轻松繪制出图片或者图形。这对于初学者来说，是非常容易接受的。

实验内容及实验原理

1.需求分析（如图1）

2.流程设计（如下页图2）

3.详细设计

（1）绘制背景

背景图比较好做，把找到的背景图片直接放到窗口坐标（0，0）的位置。窗口的大小与背景图大小一致。

解决背景不能动的问题：

这样背景的是不能动的，为了模拟飞机和背景的“相对移动”，可以让背景向上移动。在这里我们需要两个背景图，当第一张背景图移动步数超过本身的长度像素数值时，就恢复（0，0）从头开始。第二张背景图一直跟在第一张背景图的下面，这样循环起来，就能实现动态的背景。

（2）绘制飞机

先从网上找一些飞机的图片素材，再使用ps软件，把图片处理成透明图，起名叫hero.png，导入到窗体。直接把飞机的透明图hero.png放到背景上，会有黑色的边缘。如何处理这种情况呢？需要制作一张掩码图。另外，利用三元光栅操作，可以制作出没有黑边的飞机。

（3）按键控制

点击键盘的上下左右按键，来控制英雄飞机的移动。飞机的移动即坐标的加减，增减量的多少，就是飞机的速度。

首先声明一个名字叫key的子函数。

子函数内容是：①先判断“键盘按键”是否被按下，当_kbhit（）等于1的时候，键盘被按了。②如果键盘被按下，就把_getch（）获取的按键值赋予变量mo储存起来。③else否则，也就是键盘没有被按下的时候，mo一直赋值为0。这段程序，就完成了检测按键值的任务。

下面就可以根据mo的值的不同来完成不同的动作：当按下“向上”按键的时候，mo的值为72;当按下“向下”按键的时候，mo的值为80;当按下“向左”按键的时候，mo的值为75;当按下“向右”按键的时候，mo的值为77。

用switch语句来判断mo的值：如果mo等于72，也就是按了“向上”按键，我方飞机（英雄机）的y坐标减少10;如果mo等于80，也就是按了“向下”按键，我方飞机（英雄机）的y坐标增加10;如果mo等于75，也就是按了“向左”按键，我方飞机（英雄机）的x坐标减少10;如果mo等于77，也就是按了“向右”按键，我方飞机（英雄机）的x坐标增加10;如果不是以上几个数字，直接break，不做任何变化。

（4）发射子弹，让子弹动起来

为了实现发射子弹的效果，首先处理了两张子弹的图片，一张是“透明图”，一张是“掩码图”。然后利用三元光栅操作，制作出透明的子弹图片。在这里，子弹的原图不要做得太大，除了子弹的主体图之外，边缘部分尽可能减少，这样能方便后期制作“子弹”碰到“敌飞机”的效果，减少误差。

第一种发射子弹的方式：直接将子弹图片的左上角坐标——变量初始值设定为飞机头部的坐标（x+20，y-10），让子弹的y坐标每隔一段时间就减少一定量。这样就能实现发射子弹的效果，但是屏幕上只能存在一颗子弹。“第一颗”子弹不消失，“第二颗”子弹就不能发射出来。其实，它们本来就是同一个。

第二种发射子弹的方式：要想实现连续发射子弹的效果，需要声明一个队列储存子弹的变量。让子弹在飞机头部发射，子弹每隔一段时间，坐标减少5，实现了子弹向上飞。当子弹变量减少到小于0的时候，不再压入队列，子弹消失。这样能实现连续发射的效果，所以我采用了这种方式。

（5）碰撞检测

子弹与敌飞机的碰撞检测程序：先遍历fire队列里面的子弹坐标，再把每一个子弹的坐标和敌飞机的坐标做比较。如果子弹与敌飞机碰撞，被击中的敌飞机坐标就不再压入队列。后面在运行Print_fire（）的时候，这架被击中的敌机就不会被绘制出来。每检测一个子弹的坐标，先把KillEnemy变量改为0，当有敌机被击中的时候，KillEnemy变量改为1，KillEnemy作为一个标记。如果这颗子弹击中了敌机，那它也消失，就是不再继续压入队列了。这样就实现了当子弹击中敌机的时候，敌机消失、子弹消失的效果。

（6）设置时间间隔

这个相当于两个计时器，主函数每执行一次，程序会Sleep（5）5毫秒，切T和T2变量都加1。

当T>=a，也就是主函数重复执行了a次的时候，产生一个新的子弹，然后T赋值为0，重新开始计时。

当T2>=b，也就是主函数重复执行了b次的时候，产生一个新的敌飞机，然后T2赋值为0，重新开始计时。

总的来说，a越大，子弹出现的时间间隔就越大，b越大，敌飞机出现的时间间隔就越大。

（7）打印我方飞机

在打印我方飞机之前，先遍历每一架敌飞机的坐标。如果我方飞机与敌飞机相撞则life生命值减1，主函数检测到生命值小于0，则游戏停止。

检测碰撞的方式跟检测子弹碰撞敌飞机的方式相同。

首先设定我方英雄机的坐标（x， y），英雄机的像素是57*45，那么子弹的中心坐标大约是（t.x+30， t.y+22）。接着确定敌飞机的坐标（u.x， u.y） ，敌飞机的像素是50*68，那么敌飞机的中心坐标大约是（u.x+25， u.y+12）。然后把敌飞机和英雄机的外形类比成一个圆，英雄机的圆半径p大约是12，敌飞机的圆半径R大约是34。如果英雄机的圆心到敌飞机圆心的距离小于p+R的和，那么就证明英雄机与敌飞机相撞了。

（8）显示英雄机的生命值Life和得分Score（如图3）

结论

绘制图片→变量控制坐标→按键控制→敌飞机及子弹的（队列）绘制→循环遍历（碰撞检测）。这几个步骤能直观地呈现学习效果，能由浅入深地进入编程的学习之路。

参考文献：

[1]殷志坚，段晓磊.基于EasyX的俄罗斯方块游戏的设计和分析[J].科技传播，2015，7（21）：137+157.

[2]赵敏，庞蕊.基于EasyX图形库的C语言课程改革研究与实践[J].电脑知识与技术，2015，11（32）：124-125.