基於VC6.0的控制檯作圖--一個極座標曲線圖（26行程式碼）
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先看MATLAB如何做
極座標函式
的曲線是何樣的？估計用MATLAB作圖最簡單，三句話即可：
theta=0:0.01:20*pi;
rho=exp(cos(theta))-2*cos(4*theta)+(sin(theta/12)).^5;
polarplot(theta,rho);
結果：
如果不用MATLAB呢？
如果不用MATLAB呢？估計想得到作圖能力強大的軟體還有R語言、Python語言。Gnuplot也是一個不錯的選擇，直接用svg也可做圖，或採用百度開發的Echarts也能完成。總之，方法很多。但用Gnuplot是藉助了第3方作圖工具了，用svg，Echarts或其他javascript包也要藉助瀏覽器來顯示。
假如在有些情況下，不允許用任何第3方工具。不允許用windows程式設計架構或MFC，僅用C/C++語言結合windows的基本繪圖函式，也能作圖嗎？
我們追求簡單。在此，我們僅用26行程式碼，在VC基本編譯環境下，在控制檯上也作出瞭如MATLAB那樣的曲線結果。
單純依靠C函式完成作圖
windows下作圖是使用gdi32.lib， user32.lib中的函式，所以編譯要連結相應的庫檔案。庫檔案可以通過編譯器選項鍊接，如：
cl.exe simpledraw.cpp /link user32.lib gdi32.lib
也可在Cpp程式碼中加入預編指令：
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
為了引用GDI函式（GDI：圖形裝置介面），需在main函式前加入：
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
在main函式中，採用
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
來獲取控制檯視窗控制代碼，從而操縱控制檯使之以圖形模式而不是字元模式作圖。
【注】還可有第2種方法獲得控制檯視窗的繪圖hdc：先用GetConsoleTitle得到控制檯視窗標題，再通過FindWindow函數借助標題獲取視窗控制代碼HWND，之後再利用GetDC函數借助HWND獲取HDC。這種做法可避免使用GetConsoleWindow函式。區域性程式碼如下：
TCHAR title[256];//控制檯程式標題
......
int main(int argc,char *argv[])
{
GetConsoleTitle(title, 256);//獲取控制檯標題
HDC hdc = GetDC(FindWindow(0, title));
......
如果以預設畫筆作圖，則直接呼叫作圖函式即可。最簡單的作圖函式就是畫直線（LineTo）。如
MoveToEx(hdc,400,300,NULL); //筆移到座標（400,300）點
LineTo(hdc,(int)x,(int)y); //畫線到（x,y）座標
函式中，hdc就是指向控制檯的作圖控制代碼。
好了，完整程式碼如下：
#include<windows.h>
#include<math.h>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
int main(int argc,char *argv[])
{
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
double rho, theta, x, y;//極座標和直角座標
system("cls");//清屏
system("color f0");//白底黑字
Rectangle(hdc, 120, 50, 120+600, 50+500);//畫個邊框
MoveToEx(hdc,400,300,NULL); //筆移到座標原點（螢幕座標400，300）
for (int i=0; i<10000; i++)
{
theta=0.01*i;
rho=exp(cos(theta))-2*cos(4*theta)+pow(sin(theta/12.0),5);
x=400+50*rho*cos(theta);
y=300-50*rho*sin(theta);
LineTo(hdc,(int)x,(int)y); //畫線作圖
}
TextOut(hdc, 550, 45, "美麗的蝴蝶結", 12);//寫字
ReleaseDC(hwnd,hdc);
return 0;
}
其中，LineTo用以畫線，TextOut用以在指定座標處寫字。退出程式前，用ReleaseDC(hwnd,hdc);釋放作圖資源，不用也行，但這是良好的程式設計習慣。預設畫筆是黑色的，所以畫圖前將背景設為白色，並清屏。程式中，以螢幕座標點（400,300）作為數學座標原點。以極座標計算後轉換為直角座標（並適當放大）作圖。
編譯：
1、直接在VC++6.0中編譯。或
2、控制檯編譯：
cl.exe simpledraw.cpp
3、或連結上庫檔案（程式碼中可不要#pragma）
cl.exe simpledraw.cpp /link user32.lib gdi32.lib
執行結果：
再來幾個例子
三葉草
theta=0:0.01:2*pi;
rho=1+cos(3*theta)+1.5*(sin(3*theta)).^2;
polarplot(theta,rho);
Cpp程式碼：
#include<windows.h>
#include<math.h>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
int main(int argc,char *argv[])
{
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
double rho, theta, x, y;//極座標和直角座標
system("cls");//清屏
system("color f0");//白底黑字
Rectangle(hdc, 120, 50, 120+600, 50+500);//畫個邊框
for (int i=0; i<10000; i++)
{
theta=0.01*i;
rho=1+cos(3*theta)+pow(1.5*(sin(3*theta)),2);
x=400+50*rho*cos(theta);
y=300-50*rho*sin(theta);
if(i==0){
MoveToEx(hdc,(int)x,(int)y,NULL); //筆移到起點
}else
{
LineTo(hdc,(int)x,(int)y); //畫線作圖
}
}
TextOut(hdc, 550, 45, "美麗的三葉草", 12);//寫字
ReleaseDC(hwnd,hdc);
return 0;
}
程式中演示如何設定畫筆起始位置。
執行結果：
正弦波：
#include<windows.h>
#include<math.h>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
int main(int argc,char *argv[])
{
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
double x, y;//直角座標
system("cls");//清屏
system("color f0");//白底黑字
Rectangle(hdc, 120, 50, 120+600, 50+500);//畫個邊框
for (int i=0; i<50000; i++)
{
x=0.01*i;
y=300+200*sin(2*3.14159*0.01*x);
if(i==0){
MoveToEx(hdc,130+(int)x,(int)y,NULL); //筆移到起點
}else
{
LineTo(hdc,130+(int)x,(int)y); //畫線作圖
}
}
TextOut(hdc, 550, 45, "美麗的正弦波", 12);//寫字
ReleaseDC(hwnd,hdc);
return 0;
}
改畫筆畫刷（顏色、粗細、透明）
也很簡單。在作圖前設定一下就行。
HPEN hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(0,255,0));//新增畫筆屬性。2代表寬度,RGB(0,255,0)用於調顏色為綠色
SelectObject(hdc, hPen);//畫筆繫結到控制代碼
HBRUSH hBrush=(HBRUSH)GetStockObject(NULL_BRUSH) ;//透明的畫刷
SelectObject (hdc, hBrush);
完整程式碼：
#include<windows.h>
#include<math.h>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
int main(int argc,char *argv[])
{
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
double x, y;//直角座標
system("cls");//清屏
system("color 0f");//黑底白字
HPEN hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(0,255,0));//新增畫筆屬性。2代表寬度,RGB(0,255,0)用於調顏色為綠色
SelectObject(hdc, hPen);//畫筆繫結到控制代碼
HBRUSH hBrush=(HBRUSH)GetStockObject(NULL_BRUSH) ;//透明
SelectObject (hdc, hBrush);
Rectangle(hdc, 120, 50, 120+600, 50+500);//畫個邊框
for (int i=0; i<50000; i++)
{
x=0.01*i;
y=300+200*sin(2*3.14159*0.01*x);
if(i==0){
MoveToEx(hdc,130+(int)x,(int)y,NULL); //筆移到起點
}else
{
LineTo(hdc,130+(int)x,(int)y); //畫線作圖
}
}
TextOut(hdc, 550, 45, "美麗的正弦波", 12);//寫字
ReleaseDC(hwnd,hdc);
return 0;
}
結果：
可見字色還是預設的。如果要改字背景和前景色，可用：
SetBkColor(hdc, RGB(0,0,0));
SetTextColor(hdc, RGB(0,255,0));
//然後再寫字：
TextOut(hdc, 550, 45, "美麗的正弦波", 12);//寫字
圖就成了這樣：
如果還想設定字型，程式碼就要麻煩點，設定字型後，用SelectObject(hdc, font)選擇字型即可，如下：
......
HFONT font = CreateFont(
28, // nHeight
0, // nWidth
50, // nEscapement
0, // nOrientation
FW_BOLD, // nWeight
TRUE, // bItalic
FALSE, // bUnderline
0, // cStrikeOut
ANSI_CHARSET, // nCharSet
OUT_DEFAULT_PRECIS, // nOutPrecision
CLIP_DEFAULT_PRECIS, // nClipPrecision
DEFAULT_QUALITY, // nQuality
DEFAULT_PITCH | FF_SWISS,
"Arial" // nPitchAndFamily Arial
);
SelectObject(hdc, font);
......
作圖結果：
可見，用C語言從底層控制作圖是極為靈活的。
完整程式碼：
#include<windows.h>
#include<math.h>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
int main(int argc,char *argv[])
{
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
double x, y;//直角座標
system("cls");//清屏
system("color 0f");//黑底白字
HPEN hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(0,255,0));//新增畫筆屬性。2代表寬度,RGB(0,255,0)用於調顏色為綠色
SelectObject(hdc, hPen);//畫筆繫結到控制代碼
HBRUSH hBrush=(HBRUSH)GetStockObject(NULL_BRUSH) ;//透明
SelectObject (hdc, hBrush);
Rectangle(hdc, 120, 50, 120+600, 50+500);//畫個邊框
for (int i=0; i<50000; i++)
{
x=0.01*i;
y=300+200*sin(2*3.14159*0.01*x);
if(i==0){
MoveToEx(hdc,130+(int)x,(int)y,NULL); //筆移到起點
}else
{
LineTo(hdc,130+(int)x,(int)y); //畫線作圖
}
}
HFONT font = CreateFont(
28, // nHeight
0, // nWidth
50, // nEscapement
0, // nOrientation
FW_BOLD, // nWeight
TRUE, // bItalic
FALSE, // bUnderline
0, // cStrikeOut
ANSI_CHARSET, // nCharSet
OUT_DEFAULT_PRECIS, // nOutPrecision
CLIP_DEFAULT_PRECIS, // nClipPrecision
DEFAULT_QUALITY, // nQuality
DEFAULT_PITCH | FF_SWISS,
"Arial" // nPitchAndFamily Arial
);
SelectObject(hdc, font);
SetBkColor(hdc, RGB(0,0,0));
SetTextColor(hdc, RGB(0,255,0));
TextOut(hdc, 520, 45, "美麗的正弦波", 12);//寫字
ReleaseDC(hwnd,hdc);
return 0;
}
稍作變化
#include<windows.h>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"gdi32.lib")
extern "C" WINBASEAPI HWND WINAPI GetConsoleWindow ();
int main(int argc,char *argv[])
{
HWND hwnd = GetConsoleWindow();
HDC hdc = GetDC(hwnd);
double rho, theta, x, y;//極座標和直角座標
HPEN hPen1,hPen2
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