Библиотека graphics.h: полное руководство для C/C++ разработчиков

Для кого эта статья:

• Начинающие программисты, изучающие C/C++ и графическое программирование
• Студенты и преподаватели, использующие graphics.h в образовательных целях

• Люди, заинтересованные в разработке простых игр и графических приложений

  Библиотека graphics.h — это ключ к визуализации алгоритмов и созданию графических интерфейсов в C/C++, без которой начинающие программисты часто остаются в плену консольных приложений. Овладение этим инструментом открывает двери в мир интерактивной графики, позволяя превращать сухой код в живые изображения, анимации и даже простые игры. Данное руководство раскрывает полный потенциал graphics.h, предоставляя детальное описание каждой функции с примерами кода, готовыми к использованию в ваших проектах. 🎨

Изучая функции библиотеки graphics.h, вы делаете первые шаги в визуальном программировании. Хотите развить эти навыки до профессионального уровня? Профессия графический дизайнер от Skypro — идеальное продолжение вашего пути. Курс сочетает технические знания с творческим подходом, позволяя создавать не просто функциональные, а визуально привлекательные интерфейсы. Преобразуйте понимание базовых графических примитивов в умение создавать профессиональные дизайн-проекты!

История и назначение библиотеки

Библиотека graphics.h возникла в 1980-х годах как часть Borland Graphics Interface (BGI), разработанная компанией Borland для компилятора Turbo C. Изначально созданная для DOS-систем, она предоставила программистам доступ к графическим возможностям компьютеров того времени, когда большинство приложений были ограничены текстовым интерфейсом. 📚

Основное назначение библиотеки — предоставление набора функций для работы с графикой в программах на языках C и C++. Она позволяет:

• Рисовать базовые графические примитивы (линии, круги, прямоугольники)
• Управлять цветами и стилями рисования
• Создавать текст различных шрифтов и размеров
• Разрабатывать простые анимации
• Обрабатывать ввод от мыши и клавиатуры для интерактивности

Несмотря на возраст, graphics.h остаётся актуальным инструментом в образовательной среде, где используется для обучения основам программирования графики. Её относительная простота позволяет студентам сосредоточиться на алгоритмах, не отвлекаясь на сложности современных графических библиотек.

Антон Макаров, преподаватель компьютерной графики

Когда я только начинал преподавать, университет перешёл с Pascal на C++ и мне пришлось срочно подготовить курс по программированию графики. Выбор пал на graphics.h благодаря её простоте и наглядности. Помню, как один из моих студентов, изучив всего несколько базовых функций, за неделю создал анимированную визуализацию алгоритма сортировки — цветные столбцы меняли позиции на экране в реальном времени. Этот проект произвёл впечатление даже на скептически настроенных преподавателей старой школы. С тех пор я уверен: graphics.h — идеальный первый шаг в мир графического программирования, который даёт быстрые результаты и мотивирует студентов к дальнейшему изучению.

Для использования библиотеки в современных системах требуются дополнительные настройки или использование эмуляторов, таких как DOSBox, поскольку graphics.h не является стандартной библиотекой C/C++ и напрямую не поддерживается в современных операционных системах Windows, Linux или macOS.

Основные графические функции и их синтаксис в проектах

Освоение библиотеки graphics.h начинается с понимания базовых функций, которые позволяют инициализировать графический режим и создавать простейшие визуальные элементы. Рассмотрим основные функции, без которых невозможно создание графических приложений. 🖥️

Инициализация и завершение графического режима:

• initgraph(&gd, &gm, "path") — инициализирует графический режим, где gd — графический драйвер, gm — графический режим, path — путь к драйверам BGI
• closegraph() — закрывает графический режим и возвращает систему в текстовый режим
• detectgraph(&gd, &gm) — автоматически определяет лучший доступный графический драйвер и режим

Пример инициализации графического режима:

#include <graphics.h>
#include <conio.h>

int main() {
int gd = DETECT, gm;
initgraph(&gd, &gm, "C:\\TURBOC3\\BGI");
// Графические операции
getch(); // Ожидание нажатия клавиши
closegraph();
return 0;
}

Рисование базовых примитивов:

• line(x1, y1, x2, y2) — рисует линию между точками (x1,y1) и (x2,y2)
• circle(x, y, radius) — рисует окружность с центром в точке (x,y) и заданным радиусом
• rectangle(left, top, right, bottom) — рисует прямоугольник по координатам противоположных углов
• ellipse(x, y, stangle, endangle, xradius, yradius) — рисует эллипс или его дугу
• arc(x, y, stangle, endangle, radius) — рисует дугу окружности

Пример создания простой композиции:

// Рисуем домик
rectangle(100, 200, 300, 350); // Стены дома
line(100, 200, 200, 100); // Левая часть крыши
line(200, 100, 300, 200); // Правая часть крыши
rectangle(175, 250, 225, 350); // Дверь
circle(185, 300, 5); // Дверная ручка
rectangle(125, 225, 175, 275); // Окно

Работа с пикселями и заполнение:

• putpixel(x, y, color) — устанавливает цвет пикселя по координатам
• getpixel(x, y) — возвращает цвет пикселя по координатам
• floodfill(x, y, border_color) — заполняет область, ограниченную цветом border_color, начиная с точки (x,y)

Функции для работы с текстом:

• outtextxy(x, y, "text") — выводит текст в заданной позиции
• settextstyle(font, direction, size) — устанавливает шрифт, направление и размер текста
• textheight("text") — возвращает высоту текста в пикселях
• textwidth("text") — возвращает ширину текста в пикселях

Работа с цветом и стилем изображений в

Управление цветами и стилями рисования — одна из ключевых возможностей библиотеки graphics.h, позволяющая создавать визуально привлекательные и информативные графические интерфейсы. Грамотное использование цветовых схем и различных стилей линий значительно повышает удобочитаемость графических элементов. 🌈

Основные функции для работы с цветом:

• setcolor(color) — устанавливает цвет для всех последующих операций рисования
• getcolor() — возвращает текущий цвет рисования
• setbkcolor(color) — устанавливает цвет фона
• getbkcolor() — возвращает текущий цвет фона
• setfillstyle(pattern, color) — устанавливает стиль и цвет заполнения
• getfillsettings(&fillinfo) — получает текущие настройки заполнения

В библиотеке graphics.h используются предопределённые константы для 16 основных цветов:

• BLACK (0)
• BLUE (1)
• GREEN (2)
• CYAN (3)
• RED (4)
• MAGENTA (5)
• BROWN (6)
• LIGHTGRAY (7)
• DARKGRAY (8)
• LIGHTBLUE (9)
• LIGHTGREEN (10)
• LIGHTCYAN (11)
• LIGHTRED (12)
• LIGHTMAGENTA (13)
• YELLOW (14)
• WHITE (15)

Пример использования различных цветов:

// Рисуем цветной домик
setcolor(BLUE);
rectangle(100, 200, 300, 350); // Синие стены

setcolor(RED);
line(100, 200, 200, 100); // Красная левая часть крыши
line(200, 100, 300, 200); // Красная правая часть крыши

setcolor(GREEN);
rectangle(175, 250, 225, 350); // Зелёная дверь

setcolor(YELLOW);
circle(185, 300, 5); // Желтая дверная ручка

setcolor(CYAN);
rectangle(125, 225, 175, 275); // Голубое окно

Работа со стилями линий:

Для изменения внешнего вида линий библиотека предлагает несколько функций:

• setlinestyle(style, pattern, thickness) — устанавливает стиль, образец и толщину линии
• getlinesettings(&lineinfo) — получает текущие настройки линии

Библиотека поддерживает следующие стили линий:

• SOLID_LINE (0) — сплошная линия
• DOTTED_LINE (1) — точечная линия
• CENTER_LINE (2) — центральная линия (длинная черта, короткая черта, короткая черта)
• DASHED_LINE (3) — пунктирная линия
• USERBIT_LINE (4) — пользовательский стиль, определяемый параметром pattern

Пример использования различных стилей линий:

// Демонстрация стилей линий
setcolor(WHITE);

// Сплошная линия
setlinestyle(SOLID_LINE, 0, NORM_WIDTH);
line(50, 50, 200, 50);
outtextxy(210, 50, "SOLID_LINE");

// Точечная линия
setlinestyle(DOTTED_LINE, 0, NORM_WIDTH);
line(50, 100, 200, 100);
outtextxy(210, 100, "DOTTED_LINE");

// Центральная линия
setlinestyle(CENTER_LINE, 0, NORM_WIDTH);
line(50, 150, 200, 150);
outtextxy(210, 150, "CENTER_LINE");

// Пунктирная линия
setlinestyle(DASHED_LINE, 0, NORM_WIDTH);
line(50, 200, 200, 200);
outtextxy(210, 200, "DASHED_LINE");

// Толстая линия
setlinestyle(SOLID_LINE, 0, THICK_WIDTH);
line(50, 250, 200, 250);
outtextxy(210, 250, "THICK_WIDTH");

Работа со стилями заполнения:

Функция setfillstyle позволяет выбирать различные узоры для заполнения замкнутых фигур:

• EMPTY_FILL (0) — без заполнения
• SOLID_FILL (1) — сплошное заполнение
• LINE_FILL (2-3) — заполнение линиями
• LTSLASH_FILL (4) — заполнение наклонными линиями
• SLASH_FILL (5) — заполнение наклонными линиями (гуще)
• BKSLASH_FILL (6) — заполнение обратными наклонными линиями
• LTBKSLASH_FILL (7) — заполнение обратными наклонными линиями (реже)
• HATCH_FILL (8-9) — штриховка
• XHATCH_FILL (10) — перекрёстная штриховка
• INTERLEAVE_FILL (11) — чередующееся заполнение
• WIDEDOTFILL (12) — редкие точки
• CLOSEDOTFILL (13) — частые точки
• USER_FILL (12) — пользовательский стиль

Михаил Сергеев, разработчик учебных программ

Помню свой первый серьезный проект с graphics.h — визуализатор алгоритмов сортировки для младшекурсников. Ключевой проблемой было сделать так, чтобы студенты могли легко различать разные элементы массива и процессы, происходящие с ними. Решение пришло через продуманное использование цветовой схемы: каждая операция сравнения подсвечивалась голубым, операции обмена — красным, а отсортированные элементы постепенно становились зелеными. Для элементов массива я использовал разные стили заполнения в зависимости от их текущего статуса. После внедрения этой визуализации понимание алгоритмов улучшилось на 40%, а количество студентов, успешно реализовавших собственные сортировки, выросло вдвое. Правильное использование цвета и стиля превратило абстрактные алгоритмы в понятные визуальные последовательности.

Функции для создания анимации и интерактивности

Создание анимированных эффектов и интерактивных элементов — ключевое преимущество графического программирования, которое превращает статичные изображения в динамические приложения. Библиотека graphics.h предоставляет набор инструментов, позволяющих реализовать базовую анимацию и обработку пользовательского ввода. 🎮

Функции для создания анимации:

• cleardevice() — очищает экран, заполняя его текущим цветом фона
• clearviewport() — очищает только текущий видовой экран
• delay(milliseconds) — приостанавливает выполнение программы на указанное количество миллисекунд
• getimage(left, top, right, bottom, buffer) — сохраняет указанную прямоугольную область экрана в буфере
• putimage(left, top, buffer, operation) — размещает сохраненное изображение на экране с возможностью применения различных операций наложения

Основной принцип создания анимации в graphics.h заключается в циклическом обновлении изображения:

// Простая анимация движущегося круга
int x = 0;
int radius = 20;

for(int i = 0; i < 100; i++) {
cleardevice(); // Очищаем экран

setcolor(YELLOW);
circle(x, 100, radius); // Рисуем круг в новой позиции
setfillstyle(SOLID_FILL, YELLOW);
floodfill(x, 100, YELLOW); // Заливаем круг

x += 5; // Изменяем позицию для следующего кадра

delay(50); // Задержка между кадрами
}

Функции для двойной буферизации:

Для устранения мерцания при анимации используется техника двойной буферизации, когда изображение сначала формируется в памяти, а затем одним действием выводится на экран:

// Пример двойной буферизации
void *buffer;
unsigned int size;

// Определяем размер буфера
size = imagesize(0, 0, getmaxx(), getmaxy());
buffer = malloc(size);

if(buffer) {
// Рисуем в буфере
getimage(0, 0, getmaxx(), getmaxy(), buffer);

// [Здесь код рисования в буфере]

// Выводим содержимое буфера на экран
putimage(0, 0, buffer, COPY_PUT);

free(buffer);
}

Функции для обработки пользовательского ввода:

• kbhit() — проверяет, была ли нажата клавиша
• getch() — ожидает нажатия клавиши и возвращает её код
• getche() — аналогично getch(), но выводит символ на экран
• bioskey(0) — ожидает нажатия клавиши и возвращает скан-код

В более поздних реализациях доступны также функции для работы с мышью:

• initwymouse() — инициализирует мышь
• showmouse() — показывает указатель мыши
• hidemouse() — скрывает указатель мыши
• getmousepos(&x, &y) — получает текущие координаты мыши
• ismouseclick(button) — проверяет, была ли нажата кнопка мыши

Пример создания интерактивной программы с обработкой клавиатуры:

// Управляемый круг с клавиатуры
int x = 100, y = 100;
int radius = 20;
char key;

while(1) {
cleardevice();

// Рисуем круг
circle(x, y, radius);

// Выводим инструкции
outtextxy(10, 10, "Используйте WASD для перемещения, ESC для выхода");

// Обновляем экран
delay(10);

// Проверяем нажатие клавиши
if(kbhit()) {
key = getch();

// Обрабатываем нажатие
switch(key) {
case 'w': y -= 5; break; // Вверх
case 's': y += 5; break; // Вниз
case 'a': x -= 5; break; // Влево
case 'd': x += 5; break; // Вправо
case 27: return 0; // ESC – выход
}
}
}

Практическое применение: готовые решения для ваших проектов

Теоретические знания о функциях graphics.h обретают смысл только при их практическом применении. В этом разделе представлены готовые решения типовых задач, с которыми сталкиваются разработчики при использовании библиотеки. Эти примеры можно использовать как строительные блоки для создания собственных графических приложений. 🛠️

1. Создание пользовательского интерфейса — кнопки и меню

// Функция для создания интерактивной кнопки
bool Button(int left, int top, int right, int bottom, char* text) {
// Рисуем кнопку
setcolor(WHITE);
setfillstyle(SOLID_FILL, DARKGRAY);
bar(left, top, right, bottom); // Заполненный прямоугольник
rectangle(left, top, right, bottom);

// Центрируем текст
int textX = left + (right – left – textwidth(text)) / 2;
int textY = top + (bottom – top – textheight(text)) / 2;
outtextxy(textX, textY, text);

// Проверка нажатия мыши (в современных реализациях)
if (ismouseclick(WM_LBUTTONDOWN)) {
int mouseX, mouseY;
getmousepos(&mouseX, &mouseY);

if (mouseX >= left && mouseX <= right && mouseY >= top && mouseY <= bottom) {
// Эффект нажатия
setfillstyle(SOLID_FILL, LIGHTGRAY);
bar(left+1, top+1, right-1, bottom-1);
outtextxy(textX, textY, text);
delay(100);
return true; // Кнопка была нажата
}
}
return false; // Кнопка не была нажата
}

2. Создание графиков функций

// Функция для отрисовки координатных осей
void DrawAxis(int width, int height) {
setcolor(WHITE);
line(0, height/2, width, height/2); // Ось X
line(width/2, 0, width/2, height); // Ось Y

// Метки делений
for(int i = 50; i < width; i += 50) {
line(i, height/2-3, i, height/2+3);
char label[10];
sprintf(label, "%d", i – width/2);
outtextxy(i-10, height/2+5, label);
}

for(int i = 50; i < height; i += 50) {
line(width/2-3, i, width/2+3, i);
char label[10];
sprintf(label, "%d", height/2 – i);
outtextxy(width/2+5, i-5, label);
}
}

// Рисование графика функции y = sin(x)
void DrawSinGraph(int width, int height) {
DrawAxis(width, height);

setcolor(YELLOW);

// Масштабный коэффициент
double scale = 40.0;

// Начальная точка
int prevX = 0;
int prevY = height/2 – (int)(sin(0) * scale);

// Отрисовка графика
for(int x = 1; x < width; x++) {
double angle = (x – width/2) / scale;
int y = height/2 – (int)(sin(angle) * scale);

line(prevX, prevY, x, y);

prevX = x;
prevY = y;
}
}

3. Создание анимированных диаграмм

// Функция для отрисовки столбчатой диаграммы с анимацией
void AnimatedBarChart(int data[], int size, char* labels[]) {
int maxHeight = getmaxy() – 100;
int barWidth = getmaxx() / (size + 2); // С отступами

// Находим максимальное значение для масштабирования
int maxValue = 0;
for(int i = 0; i < size; i++) {
if(data[i] > maxValue) maxValue = data[i];
}

// Анимация роста столбцов
for(int height = 1; height <= 100; height++) {
cleardevice();

// Рисуем оси
setcolor(WHITE);
line(50, 50, 50, maxHeight + 50);
line(50, maxHeight + 50, getmaxx() – 50, maxHeight + 50);

// Рисуем столбцы
for(int i = 0; i < size; i++) {
int barHeight = (data[i] * height * maxHeight) / (maxValue * 100);
int x1 = 100 + i * barWidth;
int y1 = maxHeight + 50 – barHeight;
int x2 = x1 + barWidth – 20;
int y2 = maxHeight + 50;

// Выбираем разные цвета для столбцов
setfillstyle(SOLID_FILL, i + 1);
bar(x1, y1, x2, y2);

// Подпись данных
char valueStr[10];
sprintf(valueStr, "%d", data[i]);
outtextxy(x1 + barWidth/2 – textwidth(valueStr)/2, y1 – 20, valueStr);

// Подпись категории
outtextxy(x1 + barWidth/2 – textwidth(labels[i])/2, y2 + 10, labels[i]);
}

delay(30); // Скорость анимации
}
}

4. Создание простой игры "Змейка"

struct Point { int x, y; };

void Snake() {
const int WIDTH = 640, HEIGHT = 480;
const int CELL = 20; // Размер ячейки

// Инициализация змейки
Point snake[100]; // Максимальная длина змейки
int length = 3; // Начальная длина

// Начальное положение и направление
for(int i = 0; i < length; i++) {
snake[i].x = WIDTH / 2 – i * CELL;
snake[i].y = HEIGHT / 2;
}

int dirX = 1, dirY = 0; // Направление движения

// Положение еды
Point food;
food.x = (rand() % (WIDTH / CELL)) * CELL;
food.y = (rand() % (HEIGHT / CELL)) * CELL;

while(1) {
cleardevice();

// Рисуем границы
rectangle(0, 0, WIDTH, HEIGHT);

// Рисуем еду
setcolor(YELLOW);
setfillstyle(SOLID_FILL, YELLOW);
fillellipse(food.x + CELL/2, food.y + CELL/2, CELL/2, CELL/2);

// Рисуем змейку
setcolor(GREEN);
setfillstyle(SOLID_FILL, GREEN);

for(int i = 0; i < length; i++) {
// Голова другим цветом
if(i == 0) {
setfillstyle(SOLID_FILL, LIGHTGREEN);
} else {
setfillstyle(SOLID_FILL, GREEN);
}

bar(snake[i].x, snake[i].y, snake[i].x + CELL, snake[i].y + CELL);
}

// Проверка нажатия клавиш
if(kbhit()) {
char key = getch();

switch(key) {
case 'w': if(dirY != 1) { dirX = 0; dirY = -1; } break;
case 's': if(dirY != -1) { dirX = 0; dirY = 1; } break;
case 'a': if(dirX != 1) { dirX = -1; dirY = 0; } break;
case 'd': if(dirX != -1) { dirX = 1; dirY = 0; } break;
case 27: return; // ESC – выход
}
}

// Обновление позиции змейки
for(int i = length-1; i > 0; i--) {
snake[i] = snake[i-1];
}

snake[0].x += dirX * CELL;
snake[0].y += dirY * CELL;

// Проверка на столкновение с едой
if(snake[0].x == food.x && snake[0].y == food.y) {
length++;
food.x = (rand() % (WIDTH / CELL)) * CELL;
food.y = (rand() % (HEIGHT / CELL)) * CELL;
}

// Проверка на столкновение с границами
if(snake[0].x < 0 || snake[0].x >= WIDTH || snake[0].y < 0 || snake[0].y >= HEIGHT) {
outtextxy(WIDTH/2 – 50, HEIGHT/2, "Game Over!");
getch();
return;
}

// Проверка на столкновение с собой
for(int i = 1; i < length; i++) {
if(snake[0].x == snake[i].x && snake[0].y == snake[i].y) {
outtextxy(WIDTH/2 – 50, HEIGHT/2, "Game Over!");
getch();
return;
}
}

delay(100); // Скорость игры
}
}

• Проекты для начинающих: кнопки и простые меню, графики функций, простые анимации
• Проекты среднего уровня: визуализации алгоритмов, диаграммы с динамическими данными
• Продвинутые проекты: простые игры (змейка, пинг-понг, тетрис), базовые графические редакторы

При разработке графических приложений с использованием graphics.h следует учитывать ограничения библиотеки и спецификации целевой системы. Несмотря на устаревание, библиотека остаётся ценным инструментом для образовательных целей и быстрого прототипирования.

Знание основных функций graphics.h открывает новые горизонты в визуализации алгоритмов и создании интерактивных программ. Применяя эти инструменты, вы превращаете абстрактные концепции программирования в наглядные визуальные представления. Библиотека, несмотря на возраст, продолжает служить мостом между консольным и графическим программированием, позволяя сфокусироваться на логике приложения, а не на сложностях современных графических API. Используйте представленные примеры как строительные блоки для ваших проектов, экспериментируйте с комбинациями функций и создавайте уникальные графические решения, которые сделают ваши программы более понятными и привлекательными для пользователей.

Читайте также

• SDL-библиотека для графического программирования на C – что это такое
• Как установить graphics.h: настройка библиотеки в разных ОС
• Графика в C: освоение примитивов для создания визуальных приложений
• Рисование прямоугольников в C: библиотеки, функции и алгоритмы
• Графическое программирование на C с Allegro: возможности библиотеки
• Графические библиотеки C: выбор инструментов для 2D и 3D разработки
• Библиотека graphics.h в C/C++: 15 примеров от новичка до профи
• Настройка графики на C: OpenGL, GLFW, SDL2 для новичков
• Построение графиков функций в C: лучшие библиотеки и примеры
• Загрузка и сохранение изображений в C: оптимальные библиотеки