Puede haber un montón de motivos por los que al principio te dijera que sí, y luego que no. Lo cierto es que no se acaba el mundo, y toda experiencia, buena o mala, se debe tomar de forma positiva y no como tu estás haciendo. Ya has hecho un paso, que es invitar a una chica por primera vez (fueran cuales fueran tus intenciones, eso poco importa). Así que ya sabes que eres capaz para la próxima. No todas las chicas te dirán que no, y no todas te dirán que sí. Pero, si lo ves de forma positiva, las que digan que no significará que no merecían la pena.
Si tanto te preocupa el hecho de que esa chica primero dijera una cosa y luego otra, en lugar de lamentarte, pensar que cometiste un error y comerte el coco, lo que puedes hacer es preguntarle directamente. No tiene porqué ser que ella pensara mal de tí (que querías algo más que una amistad), también podría ser que le surgieran otros planes, o que sea tímida.. no se, pueden ser un montón de cosas que seguro no vas a descubrir dándole vueltas tú solo.
Yo personalmente, no preguntaría nada e intentaría buscar a otra persona que quisiera ir al cine. Pero, si me molestara sobremanera ese tipo de actuación, preguntaría antes de estar dándole vueltas (que con eso no ganas nada).
Y como dice el compañero forero antes de mí, la verdad, te quedan un montón de cosas por las que preocuparte. Esto no es nada, y te repito que deberías sentirte satisfecho por haberlo intentando (que ella al final cambiara de opinión, no le quita mérito a tu hazaña
)