百科问答小站 logo   百科问答小站
问题

C++到底是如何从代码到游戏的？

回答
好的，咱们就聊聊C++这玩意儿怎么从一堆字符变成能在屏幕上蹦跶的游戏，这事儿说起来也挺有意思的，不是什么神秘魔法，就是一层层剥洋葱，一层层解锁。

你想想，你手里拿着一本菜谱，里面写着各种步骤、配料，但它本身并不能变成一道菜。C++代码也是一样，它只是你对电脑下达的指令。那怎么才能变成一场让你沉浸其中的冒险呢？

第一步：把你的想法变成C++的“语言”

你脑子里肯定有个游戏雏形：我想做一个能跳的方块，遇到墙就停下，还能收集金币。这些想法都需要用C++的语法给表达出来。

变量： 那个方块，它在屏幕上的位置在哪儿？需要用变量来表示，比如 `int x_position; int y_position;`。金币有多少？ `int score;`。
函数： 方块怎么动？这就需要写函数。比如 `void move_right() { x_position++; }`。方块怎么跳？ `void jump() { y_position = jump_height; }`。
类（面向对象）： 像方块、金币，它们都有自己的属性（位置、大小、颜色）和行为（移动、碰撞）。这时候，C++的“类”就派上用场了。你可以定义一个 `Player` 类，包含 `x_position`, `y_position`, `jump()` 等成员；定义一个 `Coin` 类，包含 `x_position`, `y_position` 等。这样管理起来更清晰。
控制结构： 方块碰到墙怎么办？这就需要条件判断：`if (x_position >= screen_width) { x_position = screen_width; }`。还有循环，比如检测所有金币是否被收集：`for (int i = 0; i < num_coins; ++i) { if (player.collides_with(coins[i])) { score++; } }`。

写到这里，你脑子里的那些抽象想法，就变成了一行行看得懂（至少自己看得懂）的C++代码了。但这时候，它还是一堆字符，静静地躺在你的代码编辑器里。

第二步：翻译官——编译器

电脑可不认识C++这套“人话”。它只认识机器语言，也就是一堆0和1。这时候就需要一个翻译官，这个翻译官就是 编译器。

最常见的C++编译器有 GCC (GNU Compiler Collection)、Clang、MSVC (Microsoft Visual C++) 等。你把写好的C++源代码（比如 `.cpp` 文件）丢给编译器，它就会开始工作。

编译器做的可不止是简单的逐字翻译，它会做很多事情：

词法分析： 把代码分解成一个个“词”，比如关键字 (`if`, `for`, `int`)、标识符 (`x_position`, `jump`)、运算符 (`+`, ``, `=`)、字面量 (`10`, `'A'`)。
语法分析： 检查你写的代码是否符合C++的语法规则。比如，是不是少了个分号？括号是不是配对了？
语义分析： 检查代码的意义是否合理。比如，你有没有试图把一个字符串赋值给一个整数变量？变量有没有在使用前声明？
生成汇编代码： 将分析和检查通过的代码，转换成更接近机器的汇编语言。汇编语言是特定于处理器的指令集，比如 x86、ARM。
汇编成目标代码： 汇编器将汇编代码转换成机器码（目标文件），这时的文件通常是 `.o` (Unix/Linux) 或 `.obj` (Windows)。

这就像把一本中文菜谱，先给它进行语法、逻辑上的校对，然后变成一套精密的、一步步的烹饪步骤的草稿，最后变成可以被厨师（机器）直接执行的简单指令。

第三步：拼装工——链接器

你写游戏，肯定不是只写一个 `.cpp` 文件。你可能有用来处理玩家输入的，有用来画图的，有用来管理音效的。这些分散的 `.cpp` 文件，经过编译器编译后，会变成一个个独立的目标文件。

链接器的工作就是把这些目标文件，以及你从各种库中引入的代码，统统“粘”在一起，形成一个最终的可执行文件（比如 `.exe` 在Windows上，或者一个在Linux上可以直接运行的文件）。

库： 很多常用的功能，比如处理文件、网络通信、数学运算，甚至图形绘制，别人已经帮你写好了，并打包成库文件（静态库 `.lib`/`.a`，动态库 `.dll`/`.so`）。你的代码里用 ` include ` 实际上就是在告诉编译器去“引入”标准输入输出库里的相关定义。
符号解析： 在不同的目标文件中，你的函数可能会被多次调用。链接器会找到这些函数的具体实现，把调用点和实际地址关联起来。

链接器就像一个大工程的监工，把各个工坊（编译后的目标文件）生产出来的零件，按照图纸（链接脚本）的要求，组装成一辆完整的汽车（可执行程序）。

第四步：让一切动起来——操作系统和硬件

现在你有了这个可执行文件，它就像一张包含了所有指令的蓝图。当你双击这个文件（或者在命令行里输入它的名字），操作系统 就登场了。

加载： 操作系统负责将这个可执行文件从硬盘加载到内存中。
启动： 然后，它会告诉 CPU 从程序的入口点开始执行指令。
管理资源： 操作系统会负责协调 CPU 时间、内存使用、文件访问、输入输出设备（键盘、鼠标、显示器、声卡）等。

你的C++代码里可能写了 `std::cout << "Hello, World!" << std::endl;`。这句看似简单的话，背后会调用操作系统的函数来完成实际的屏幕输出。你写的 `player.jump()`，最终会转化为一系列CPU指令，这些指令操作着内存中的数据，然后通过显卡（GPU）把像素点绘制到屏幕上。

游戏引擎的作用

上面讲的是从C++代码到可执行文件的基本过程。但游戏开发远不止于此。现在大多数游戏开发都会借助 游戏引擎，比如 Unreal Engine、Unity (虽然主要是C，但底层也有C++支持)，或者一些基于C++的开源引擎如 Godot (C++版本)。

游戏引擎就像一个预制好的超级工具箱，它已经帮你处理了很多底层细节：

图形渲染： 复杂的3D 模型如何变成屏幕上的像素？引擎里有大量的C++代码（通常是调用图形API，如 DirectX, Vulkan, OpenGL）来处理纹理、光照、着色器等。你的游戏逻辑只需要告诉引擎“在这里画一个玩家”，引擎就会负责大部分的绘制工作。
物理模拟： 物体如何碰撞？重力如何影响它们？引擎内置了强大的物理引擎，处理这些复杂的数学计算。
输入处理： 如何接收键盘、鼠标、手柄的输入？引擎提供了一套统一的接口。
音频处理： 播放背景音乐、音效？引擎也有负责的模块。
资源管理： 加载模型、贴图、音频文件等。

当你在游戏引擎里用C++写游戏时，你的代码更多是关于游戏本身的逻辑，比如玩家的AI、关卡的布局、战斗的规则，而不是直接去操作显存或者声卡。你是在引擎提供的框架和工具上进行二次开发。

总结一下：

1. 思考与编码： 你用C++的语法，将游戏设计变成一系列指令。
2. 编译器： 将C++代码翻译成机器能理解的汇编和目标代码。
3. 链接器： 将所有目标代码和库文件粘合起来，形成一个可执行程序。
4. 操作系统： 加载并执行这个程序，管理硬件和系统资源。
5. CPU/GPU/硬件： 实际执行指令，进行计算、绘制、发声等。
6. 游戏引擎： （可选但常见）提供一个高级框架，简化了许多底层开发工作，让你更专注于游戏玩法。

整个过程，就像你要建造一座大楼。你的C++代码是建造图纸和施工计划，编译器和链接器是建筑工人，操作系统是项目经理，而最终运行的电脑硬件，就是那片工地和所有施工设备。游戏引擎则像是预制了钢筋混凝土框架和水电系统的大型施工企业，大大加快了建造速度。

所以，C++从代码到游戏，不是一步到位，而是通过一系列“翻译”、“组装”和“执行”的流程，最终在硬件上活灵活现地呈现出来。这是一个将抽象指令转化为具体视觉和交互的奇妙过程。

网友意见

user avatar
此回答被部分 b站 up主 盗了好多次...心累。
还是提前声明下吧：本文本项目不支持转载，谢谢～
（近期（2021.04.22）忙着学习，腾不开手来。朋友们如果看到盗用视频，可以顺手举报之，或发我链接也行～多谢啦）

原回答（2020.4）:

恬不知耻地，拿一个我自己写着玩的项目来举例吧～

tprpix，一个用 “C++徒手撸的” 自娱自乐级游戏项目（流量警告!!!...

https://www.zhihu.com/video/1230124634190233600 https://www.zhihu.com/video/1230124683078471680 测试：地图自动生成模块 https://www.zhihu.com/video/1230124715835936768

这是一个我自己做着玩的 私人项目。

项目仍在推进中，很多部分甚至尚未开工（还是脚手架状态）。不过我已经把它开源到了 GitHub ，欢迎大佬们去拍砖～

（有关这些项目的额外信息，可以参见这个答案：

关于 tprpix 的更多废话：

与你的问题相似，tprpix 的诞生，也是为了动手实践下：“用C++徒手搭建一个游戏，是个怎么样的体验”。在开启这个项目之前，我只用 C++ 实践过一两个 2000行级的迷你项目。（更早之前，则是在用 C 和一点点汇编，跟着教程搭一个 类unix 操作系统内核（玩具级））确切地说，tprpix 就是我的第一个 C++ 项目。在开工的头几个月里，我始终处于：边翻书学习新用法，边重写原有模块 的状态。

tprpix 中的绝大多数模块都是徒手撸出来的，包括但不限于：

  • 基于 OpenGL 的画面渲染层，和一个简易的帧动画播放器
  • 一个轻量级 移动碰撞检测模块
  • 一个基于 Perlin Noise 的地图生成器
  • 一个“蓝图”系统，读取 json 文件，用来定制不同生态的地景分配规则
  • 水域系统（已被改设定为：“源自异星的生物汤“...（中二...
  • 基于 SQLite3 数据库的 自动读档存档
  • 基于 glfw 的 游戏手柄支持（Xbox360-Style）
  • 跨平台，支持 Win10 / MacOSX / Linux(Ubuntu) 编译

如上述细节所提，我也使用到了第三方库，比例：

  • OpenGL 方面的库：GLM，glfw，glad
  • 小型数据库： SQLite3
  • json解析库：RapidJSON
  • debug库：fmt，spdlog
  • enum库：magic_enum

目前的 tprpix 只为试玩者提供了非常有限的功能：你可以操纵一只鸡，遍历这个世界。不管朝任何方向走，地图都会自动生成/销毁。在这个世界中，运用一套规则（perlin noise+蓝图）来自动在游戏世界中分布景物和人造物（草，树，墙壁篝火等.... 类似于 MineCraft 的地图生成机制... ）

更多功能还在编写中，更多生物也在制作中...


废话完毕进入正题：

“从零开始，搭建一个游戏项目，到底该怎么做？” 我觉得可以分为：

  1. 学习如何搭建 C++ 项目
  2. 选择图形库
  3. 主函数 和 主循环
  4. 游戏模块
  5. 在实践的过程中强化 “bypass” 思维
  6. "能跑的轮子就是好轮子"

以下是展开：

1 .学习如何搭建 C++ 项目

这其实是所有 C/C++ 玩家都要面临的问题。遗憾的是，绝大多数语法书都不会提及这块。这导致很多玩家在学习了一段时间语法后，仍然只能捏着一个 .h, 两个 .cpp文件（一个main.cpp, 一个 test.cpp）来构建项目，非常凄惨。

如果你的项目只想支持 win平台，那不妨直接学习如何在 VS中创建项目。如果你想要跨平台，那或许该学习下 CMake 的使用。往深了说就是：

学习使用 有组织的 目录，文件 （.h, .cpp, .hpp, .vs, .fs, .json, .png.... ） 再配合一个构建工具，来管理一个项目。

对于这件事，我的建议很粗暴：抄！去找一个别人写的迷你项目，照着对方的格式，搭建自己的项目。比方说 这个：

这是一个大佬使用 C/OpenGL/Cmake 复刻 MineCraft 的项目。在某些方面，它做得挺屎，比如它会在单个 main.c 文件里堆上30来个函数，这些函数之间相互关联，难以解耦（也可能是大佬想把它快快做完，好赶去玩别的～）。但另一方面，它在目录规划上挺值得借鉴（ 你甚至还可以学一学它的 CMakeLists.txt 文件的写法... ）

抄到合适的项目格式后，可以先停顿一下，拿这个项目框架，去编写几个小工具。在实践中，加深对项目格式的理解。不出所料的话，你很可能会遭遇 编译链接 方面的问题，这其实也是一个暗坑：

链接（Linking）著名三不管地区～ 语法书们觉得这玩意儿不属于语法，所以不讲。环境库的书觉得这种东西你应该懂，所以也不讲。再加上它本来就有点神秘，如果之前的你都是在几个很小的 .h .cpp 文件里堆代码。相信我，当遭遇链接问题时，你会一脸懵逼。

这种时刻，最好的办法就是看书查资料，比如《深入理解计算机系统》(3th) 中的第七章。或者：

当然，如果你为了跨平台而投奔 cmake，那将是另一段磨难... (鉴于知乎 cmake大佬太多，而我在这方面又特菜，就不摆弄了...


最后的最后，如果你特别懒，并不想去琢磨别人的项目到底是怎么搭出来的，不妨去 GitHub 搜索关键词：“cpp empty project”(或类似的词)。其实 已经存在很多现成的模板。在这里，我也提供一份我自己的：

（夹带私货时间～）

这是一个 基于 cmake/C++17 的跨平台空项目。从上面那个游戏项目 tprpix 整理抽取而来。你可以在这个空项目基础上，搭建出你自己的跨平台程序。（具体食用方式已经写在项目中，在此略过...


2.选择图形库

游戏的一个核心模块就是 画面呈现。你可以直接使用功能便捷的图形界面框架，比如 QT。或者底层的图形库，比如 OpenGL, DirectX。不管选择哪一种，这些图形库的使用方式，都会影响你的 主函数，主循环的编写格式。

所以，请在项目开始的第一阶段，确定好自己使用的图形库。

在这里，我以 OpenGL 为例。你可以直接根据这个教程来入门图形学。顺带学习如何搭建一个 OpenGL 视觉交互程序：

图形库方面的代码有个特点，就是它们的编写格式往往是固定的。直白地说就是：你在项目前期劳烦下，把这些代码理解透，然后封装进你自己写的模块中、排布进你的游戏主循环中，然后就不大需要改动它们了（唯一需要开放出来，以便时刻添新的就是 shader 代码了）。也许，未来某天，当你领悟了更好的设计方法，你会回来重构。但整体上，你应该在游戏制作的前期，就把这些东西确定下来。

如果你希望你的游戏有惊人的画面表现，也许你该停下来，深入挖掘下图形学方面的知识。不过，做出一个游戏需要投入的的方面有很多，视觉只是它的一部分。

3.主函数 和 主循环

游戏的本质就是一个 时刻等待玩家输入的交互程序：

游戏程序启动，优先执行各个模块的初始化。然后跌入一个巨型的 while 循环中，以每秒60帧（或更多）的速度，反复执行 while 体内的代码。直到某一刻，玩家的某个输入触发exit事件。然后正式退出 while 循环。在执行一系列收尾工作后，彻底关闭游戏进程。

这么一看，一旦搞定了 主函数 和 主循环。游戏框架似乎就出来了。我的建议是，项目前期请使用最简单粗暴的方式来实现，比如：

       int main( int argc, char* argv[] ){      // <---1--->     // init modules     // ...          // <---2--->     // Main Loop      while( !exit() ){         //...     }      // <---3--->     // end everything     // ...  }

要么照着图形库教程传授你的格式去搭，也是完全够用了。或者说，这也许是更值得推荐的方法。如果你真的跟着那些图形库教程一路走下去，你会发现，它们已经教会你如何去搭建一个合格的 视觉交互程序。在这个交互程序的基础上，再往前多走两步，将它塑造成一款游戏，是件自然而然的事。

回到 主函数 和 主循环。如果你想把这部分做得更考究的话，不妨阅读下这两篇文章：

4.游戏模块

一个游戏，到底该被划分成哪些模块呢？

此时不妨去看看 正经的游戏引擎是怎么设计的，比如 unity3D。你可以借鉴一下它的设计思路，结合自己的游戏内容，设计一组功能相似的模块。（可以是简化版，合并版，只要能满足你的游戏就行～）

好吧，这一段我讲得有点敷衍。但怎么讲呢：为自己的游戏，亲手实现一些功能性模块，其实是非常快乐的过程。如果说，在处理上文提及的图形渲染方面的代码时，你还有点畏手畏脚的话（毕竟大家都是第一次）。那么现在，当你开始写功能性代码时，你就可以像对待一个纯粹的程序那样，去组织，去实现它了。用上你在 C++ 和其他书里学到的所有知识：放开脑洞，埋头填坑，停下总结，然后再翻工重写...


5.在实践的过程中强化 “bypass” 思维

好吧我承认，这个概念是我自己编的。若有发现更专业的描述，还请告诉我...

当你正式开工，并且推进了一段时间后。你可能会失落地发现，有些模块的制作工期实在太长了。有些模块则相互依赖，在所有依赖模块都完成之前，你就是无法看见你的程序运行的样子。这种体验使人沮丧，在你撑到最后一刻之前，你的意志力已经被消费光了。我的建议就是：搭建微型的 旁路系统（bypass）

怎么讲呢，假设你正在写一个模块 A，而 A 还依赖于另一个模块 B。而这个 B，你其实一行代码都没写呢。传统的方法当然是把两个都写完整后再跑。但这个依赖关系可能很长，不只是 A 和 B 这么简单。 此时的你不妨尝试：搭建一个空架子的 B，它暂时什么也不干。但它的一些接口函数，切切实实联通到了大流程中。（就像原初设计的那样） 然后就拿着这个看起来像是被故意短路了的程序，去测一测跑一跑了。（当然，并不是真的短路到没法运行，而是功能上的短路）

随时随地的反馈是很有必要的，它是你坚持下去的动力源

当然，以上只是一个很简陋的例子。放大了讲，万物皆可被 bypass。以各种灵活的方式。


6."能跑的轮子就是好轮子"

(注：没有对轮子哥的不敬，轮子哥是我偶像～)

这其实也是 bypass 思维的一个变种：一个简陋的，但能正常运行的模块，就是好模块。不要担心第一套方案设计得不够完善。随着项目的推进，经验的积累，你还可以回来重写嘛～（捂脸）

（废话先到这里，未来再来补充....）

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有

服务条款
联系我们
关于我们
隐私政策
友情链接
知乎
百度问答
搜狐
新浪