C++新年烟花代码（附源码，基于SFML3.0、C++17实现）

Whoisbug

已于 2025-01-24 01:11:59 修改

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分类专栏：趣味编程合集文章标签： c++ 开发语言 cpp SFML C++17 趣味编程

于 2025-01-24 01:08:00 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Whoisbug/article/details/145331777

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🐍 快过年了，祝大家蛇年大吉，希望新的一年能有人陪你一同看烟火！！！

还不快点赞！！！

这次的动画不仅包含烟花燃放，还有万家灯火，愿家常在心中！！！

TypeScript版本在这里：TypeScript新年烟花代码（附源码，趣味编程）

背景介绍

烟花燃放效果是一种极具视觉冲击力的动画效果，常用于庆祝节日、活动开场或游戏特效。使用 C++ 和 SFML 实现烟花效果，不仅可以提升程序的性能，还能通过代码的可维护性和扩展性，为开发者带来更高效的开发体验。本文将详细介绍如何使用 C++ 和 SFML 实现一个绚丽的新年烟花燃放效果，并探讨其在实际项目中的应用场景。

在实现过程中，我们使用了以下关键技术和库：

C++17：提供高性能和面向对象编程的支持。
SFML 3.0：一个跨平台的多媒体库，支持图形、音频、输入和网络等功能。
随机数生成器：用于生成随机的烟花位置、颜色和粒子运动轨迹。

调试环境

本次代码调试环境为 2023 款 MacBook Pro，搭载苹果M2 Pro芯片，32GB内存，操作系统为macOs Ventura 13.5.2。Mac平台可直接编译运行，其他平台测试运行需确保以下两点：

C++17 及 SFML3.0 开发环境正常配置
修改编译指令中的 SFML 头文件及库所在路径

技术要点

实现烟花燃放效果需要掌握以下关键技术，它们共同构成了实现这一视觉效果的基础。

1. C++17 语言特点及优势

C++17 是继 C++14 之后的一个重要版本，引入了许多新特性和改进，旨在提高编程效率、简化代码以及增强标准库的功能。它在实现烟花效果中的主要优势包括：

高性能：C++17 提供了高效的内存管理和计算性能，适合实时图形渲染。
面向对象编程：支持类和对象，便于将烟花、粒子等逻辑封装为独立的模块。
标准库改进：例如 std::vector 和 std::map 的性能优化，以及新特性如 std::optional 和 std::variant。
新特性支持：如结构化绑定、条件初始化语句等。

2. SFML 3.0 简介

SFML（Simple and Fast Multimedia Library）是一个跨平台的 C++ 库，旨在简化多媒体应用程序的开发。本次开发基于 SFML 3.0，它引入了许多新特性和改进：

C++17 支持：SFML 3.0 已全面更新以支持 C++17。
改进的事件处理 API：提供了更强大的事件处理机制。
音频模块更新：用 miniaudio 替代了 OpenAL。
剪切和模板测试：支持更复杂的图形渲染。
依赖管理改进：通过 CMake 的 FetchContent 动态获取和构建依赖。

3. 数学运算与物理模拟

烟花效果的核心是物理模拟，涉及以下数学和物理知识：

三角函数：通过 sin 和 cos 计算粒子的初始速度和方向，模拟烟花爆炸的向外扩散效果。
向量运算：更新粒子的位置和速度，模拟粒子的运动轨迹。
物理公式：模拟重力加速度（vy += 0.004），使粒子在垂直方向上逐渐下落。

4. 随机数生成器

随机性是烟花效果的关键，通过 rand() 实现以下功能：

随机生成粒子的位置、速度和颜色：使每次烟花爆炸的效果都不尽相同。
随机生成建筑物和窗户：为背景添加随机性，增强视觉效果。
随机触发烟花爆炸：每隔一段时间随机生成新的烟花，增加动态效果。

5. 动画与帧循环

动画效果的实现依赖于高效的帧循环，核心技术包括：

window.display()：SFML 提供的 API，用于更新窗口内容。
帧循环逻辑：在每一帧中更新粒子状态、清除画布并重新绘制，实现动态效果。

6. 状态管理与模块化

虽然烟花效果主要依赖 SFML 和 C++，但通过面向对象编程，我们实现了模块化开发的优势：

状态管理：通过类和对象管理粒子和建筑物的状态，避免不必要的重新计算。
事件处理：通过 SFML 的事件系统（如鼠标点击事件）增强交互性，允许用户通过点击触发烟花爆炸。

通过以上技术的结合，我们能够实现一个高效、可维护且视觉效果绚丽的新年烟花燃放效果。

完整代码

以下是实现新年烟花燃放效果的完整代码：

fireworks.cpp （核心逻辑实现）

// main.cpp
#include <SFML/Graphics.hpp>
#include <vector>
#include <random>
#include <cmath>
#include <memory>
#include <iostream>
#include <sstream>

// 数据结构定义
struct Window {
    float x;
    float y;
    bool isLit;
    Window(float _x, float _y, bool _isLit) : x(_x), y(_y), isLit(_isLit) {}
};

struct Building {
    float x;
    float y;
    float width;
    float height;
    std::vector<Window> windows;
    Building(float _x, float _y, float _w, float _h) : x(_x), y(_y), width(_w), height(_h) {}
};

struct Particle {
    float x;
    float y;
    float vx;
    float vy;
    float alpha;
    sf::Color color;
    float life;
    Particle(float _x, fl

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