前言

1.本文主要围绕 如何 在 控制台上 下起 一场 只有自己能看见的雪

2.是个简易跨平台的,主要是C语言

3.动画 采用 1s 40帧, 雪花具有 x轴速度和y轴速度

4.比较简单,可以给学生作为C语言结课作业吧.

正文

1.1 先简单处理跨平台

　　本文写作动机,还是感谢一下大学的启蒙老师,让我知道了有条路叫做程序员,可以作为工作生存下去.那就上代码了.

首先代码定位 是 面向 简单跨平台,至少让 gcc 和 vs 能够跑起来.

其实跨平台都是嚼頭, 说白了就是一些丑陋的宏. 真希望所有系统合二为一,采用统一的标准api 设计,但这是不可能的,就相当于很早之前的电视制式一样.

那么我们先看 围绕跨平台的宏

#include #include #include #include /** 时间 : 2015年12月26日11:43:22* 描述 : 应该算过节吧,今天,写了个雪花特效 代码,           * *//** 清除屏幕的shell 命令/控制台命令,还有一些依赖平台的实现* 如果定义了 __GNUC__ 就假定是 使用gcc 编译器,为Linux平台*    否则 认为是 Window 平台*/#ifdefined(__GNUC__)//下面是依赖 Linux 实现#include #definesleep_ms(m) \        usleep(m *1000)//向上移动光标函数 Linuxstaticvoid__curup(int height){    inti = -1;    while(++i        printf("\033[1A");//先回到上一行  }#else// 创建等待函数 1s 60 帧 相当于 16.7ms => 1帧, 我们取16ms// 咱么的这屏幕 推荐 1s 25帧吧 40ms// 这里创建等待函数 以毫秒为单位 , 需要依赖操作系统实现#include #definesleep_ms(m) \        Sleep(m)//向上移动光标staticvoid__curup(int height){    COORD cr = {0,0};    // GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE) 获取屏幕对象， 设置光标    SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), cr);}#endif/*__GNUC__ 跨平台的代码都很丑陋 */

首先是 sleep_ms 这个宏, 传入一个毫秒数,让操作系统等待.

对于__curup 实现的不好. 功能是 让 控制台当前光标移动到 上面的 height 位置,对于 window直接移动到第一行(0,0)位置.

上面一共用了 5个头文件 还是容易的代码. string.h 主要用的是 memset 函数, 让一段内存初始化,用0填充.

对于time.h 主要是为了 初始化时间种子,方便每次运行都不一样.

// 初始化随机数种子,改变雪花轨迹srand((unsigned)time(NULL));

1.2 再说主业务代码

这里程序员运行的主业务,先说一说这里用的数据结构 如下

// 定义初始屏幕的宽高像素宏#define_INT_WIDTH        (100)#define_INT_HEIGHT        (50)// 屏幕刷新帧的速率#define_INT_FRATE        (40)// 雪花飘落的速率,相对于 屏幕刷新帧 的倍数#define_INT_VSNOW        (10)/** 错误处理宏,msg必须是""括起来的字符串常量* __FILE__        : 文件全路径* __func__        : 函数名* __LINE__        : 行数行* __VA_ARGS__    : 可变参数宏,* ##表示直接连接, 例如 a##b <=> ab*/#definecerr(msg,...) \    fprintf(stderr, "[%s:%s:%d]"msg"\n",__FILE__,__func__,__LINE__,##__VA_ARGS__);/**  屏幕结构体, 具有 宽高*  frate  : 绘制一帧的周期, 单位是 毫秒*  width  : 屏幕的宽,基于窗口的左上角(0,0)*  height : 屏幕的高*  pix    : 用一维模拟二维 主要结构如下*            0 0 0 1 0 0 1 0 1 0*            0 1 0 1 0 1 0 1 2 0*            . . .*            => 0表示没像素, 1表示1个像素,2表示2个像素....*/struct screen {    intfrate;// 也可以用 unsigned 结构int width;    int height;    char*pix;};

创建了一个绘图对象 struct screen 这里 构建这个结构体的时候用了下面一个技巧

//后面是 为 scr->pix 分配的内存 width*heightscr =malloc(sizeof(structscreen) +sizeof(char)*width*height);

一次分配两个内存空间.下面是主要实现的api 对象

/** 创建一个 屏幕结构指针 返回** int frate    : 绘制一帧的周期* int width    : 屏幕宽度* int height    : 屏幕高度* return        : 指向屏幕结构的指针* */structscreen* screen_create(intfrate,intwidth,int height);/** 销毁一个 屏幕结构指针, 并为其置空* struct screen** : 指向 屏幕结构指针的指针, 二级销毁一级的* */voidscreen_destory(structscreen** pscr);/*** 屏幕绘制函数,主要生成一个雪花效果** struct screen* : 屏幕数据* return          : 0表示可以绘制了,1表示图案不变*/intscreen_draw_snow(structscreen* scr);/*** 屏幕绘制动画效果, 绘制雪花动画** struct screen* : 屏幕结构指针*/voidscreen_flash_snow(structscreen* scr);

创建销毁, 绘制一个雪花界面, 绘制雪花动画效果的api. 其实都很相似,用opengl 库, 主要让我们省略了需要单独和操作系统显示层打交道工作.

这里介绍一下,个人 一个 简单避免 野指针的 的方法, 具体看下面实现

/** 销毁一个 屏幕结构指针, 并为其置空* struct screen** : 指向 屏幕结构指针的指针, 二级销毁一级的* */voidscreen_destory(structscreen** pscr){    if(NULL == pscr || NULL == *pscr)        return;    free(*pscr);    // 避免野指针*pscr = NULL;}

在执行之后置空,因为C程序员对NULL一定要敏感,形成条件反射. 和大家开个玩笑 ,

请问 :

C 语言中, NULL , 0,'\0',"0",false有什么异同 ?

欢迎同行,在招聘的时候问问,应聘初级开发工作者. 为什么C需要扣的那么细. 因为其它语言.你不明白是什么,

你可以用的很好. 但是C你写的代码,如果不知道会有怎样的结果,那么 线上就一大片服务器直接崩掉.而且还很难找出

问题所在. 因为C很简单,越简单就是越复杂.就越需要专业的维护人员.导致它成了'玩具'.

最后看一下 主业务

// 主函数,主业务在此运行intmain(intargc,char*argv[]){    structscreen* scr = NULL;    //创建一个屏幕对象scr = screen_create(_INT_FRATE, _INT_WIDTH, _INT_HEIGHT);    if(NULL == scr)        exit(EXIT_FAILURE);    //绘制雪花动画    screen_flash_snow(scr);    //销毁这个屏幕对象screen_destory(&scr);    return0;}

还是非常容易看懂的, 创建一个屏幕对象,绘制雪花效果.销毁屏幕对象.

1.3 说一写 接口的实现细节

先看几个简单的api 实现,创建和销魂代码如下,很直白.

/** 创建一个 屏幕结构指针 返回** int frate    : 绘制一帧的周期* int width    : 屏幕宽度* int height    : 屏幕高度* return        : 指向屏幕结构的指针* */structscreen*    screen_create(intfrate,intwidth,int height){    structscreen *scr = NULL;    if(frate<0|| width <=0|| height <=0) {        cerr("[WARNING]check is frate<0 || width<=0 || height<=0 err!");        return NULL;    }    //后面是 为 scr->pix 分配的内存 width*heightscr =malloc(sizeof(structscreen) +sizeof(char)*width*height);    if(NULL == scr) {        cerr("[FATALG]Out of memory!");        return NULL;    }    scr->frate = frate;    scr->width = width;    scr->height = height;    //减少malloc次数,malloc消耗很大,内存泄露呀,内存碎片呀scr->pix = ((char*)scr) +sizeof(struct screen);    return scr;}/** 销毁一个 屏幕结构指针, 并为其置空* struct screen** : 指向 屏幕结构指针的指针, 二级销毁一级的* */voidscreen_destory(structscreen** pscr){    if(NULL == pscr || NULL == *pscr)        return;    free(*pscr);    // 避免野指针*pscr = NULL;}

后面说一下 如何 绘制 屏幕中雪花

主要算法 是

a.有个屏幕 w x h

b.屏幕从上面第一行 出雪花 , 出雪花 位置是随机的[0,w], 但是有个距离,这个距离内只有一个雪花

c.下一行 雪花 依赖上一行雪花的生成, 每个雪花在可以飘动的时候, 只能 在[-1,1] 范围内

d.实现动画 效果 就是 每画一帧就等待 一段时间

下面看具体一点的 a

//创建一个屏幕对象scr = screen_create(_INT_FRATE, _INT_WIDTH, _INT_HEIGHT);

scr对象就是我们的创建屏幕. _INT_WIDTH 和 _INT_HEIGHT 就是屏幕大小. 对于_INT_FRATE 表示绘制一帧时间.

b实现 代码如下:

//构建开头 的雪花,下面宏表示每 _INT_SHEAD 个步长,一个雪花,需要是2的幂//static 可以理解为 private, 宏,位操作代码多了确实难读#define_INT_SHEAD (1<<2)staticvoid__snow_head(char* snow,int len){    intr =0;    //数据需要清空memset(snow,0, len);    for (;;) {        //取余一个技巧 2^3 - 1 = 7 => 111 , 并就是取余数intt = rand() & (_INT_SHEAD -1);        if(r + t >= len)            break;        snow[r + t] =1;        r += _INT_SHEAD;    }}#undef_INT_SHEAD

技巧如上,可以看说明. 这里 科普一下, 对于 for(;;) {} 和 while(true) {} 异同.

for(;;) {} 和 while(true) {} 这两段代码转成汇编是一样的, 不一样 的是 强加的意愿. 第一个 希望 跳过 检测步骤 速度更快一点.

再扩展一点.

//另一种 循环语句, goto 还是 很强大实用的__for_loop:    if(false)        goto __for_break;     goto __for_loop;__for_break:

可以再扩展深一点, 还有一种 api 比 这个goto 还NB. 有机会分享. 特别强大, 是异常处理程序本质.

对于c.

//通过 上一个 scr->pix[scr->width*(idx-1)] => scr->pix[scr->width*idx]//下面的宏 规定 雪花左右摇摆 0 向左一个像素, 1 表示 不变, 2表示向右一个像素#define_INT_SWING (3)staticvoid__snow_next(structscreen* scr,int idx){    intwidth = scr->width;    char* psnow = scr->pix + width*(idx -1);    char* snow = psnow + width;    inti, j, t;// i索引, j保存下一个瞬间雪花的位置,t 临时补得,解决雪花重叠问题                //为当前行重置memset(snow,0, width);    //通过上一次雪花位置 计算下一次雪花位置for(i =0; i        for(t = psnow[i]; t>0; --t) {// 雪花可以重叠                                      // rand()%_INT_SWING - 1 表示 雪花 横轴的偏移量,相对上一次位置j = i + rand() % _INT_SWING -1;            j = j<0? width -1: j >= width ?0: j;// j如果越界了,左边越界让它到右边,右边越界到左边++snow[j];        }    }}

下一行雪花 依赖 上一行雪花, 这里 有点像插入排序.

整体的绘制代码 如下

/*** 屏幕绘制函数,主要生成一个雪花效果** struct screen* : 屏幕数据* return          : 0表示可以绘制了,1表示图案不变*/intscreen_draw_snow(structscreen* scr){    // 静态变量,默认初始化为0,每次都共用staticint__speed =0;    int idx;    if(++__speed != _INT_VSNOW)        return1;    //下面 就是 到了雪花飘落的时刻了 既 __speed == _INT_VSNOW__speed =0;    //这里重新构建雪花界面,先构建头部,再从尾部开始构建for(idx = scr->height -1; idx >0; --idx)        __snow_next(scr, idx);    //构建头部__snow_head(scr->pix, scr->width);    return0;}

绘制了一个屏幕对象的雪花. __speed 记录 绘制次数, _INT_VSNOW 控制绘制速率

d 的实现代码 如下

首先实现一个 销毁屏幕代码和 绘制代码

//buf 保存scr 中pix 数据,构建后为 (width+1)*height, 后面宏是雪花图案#define_CHAR_SNOW '*'staticvoid__flash_snow_buffer(structscreen* scr,char* buf){    int i, j, rt;    intheight = scr->height, width = scr->width;    intfrate = scr->frate;//刷新的帧频率                               //每次都等一下for (;;sleep_ms(frate)) {        //开始绘制屏幕rt = screen_draw_snow(scr);        if (rt)            continue;        for(i =0;i            char* snow = scr->pix + i*width;            for(j =0; j                buf[rt++] = snow[j] ? _CHAR_SNOW :'';            buf[rt++] ='\n';        }        buf[rt -1] ='\0';        //正式绘制到屏幕上        puts(buf);        //清空老屏幕,屏幕光标回到最上面        __curup(height);    }}#undef_CHAR_SNOW

这里 sleep_ms(frate); 是等待时间,否则太快, 人眼看不见.

绘制原理是 让屏幕转成控制台能够认识的字符. 塞入到buf 中.

__curup(height); 让绘制光标回到开头.

后面还有一段 代码实现

/*** 屏幕绘制动画效果, 绘制雪花动画** struct screen* : 屏幕结构指针*/voidscreen_flash_snow(structscreen* scr){    char* buf = NULL;    // 初始化随机数种子,改变雪花轨迹    srand((unsigned)time(NULL));    buf =malloc(sizeof(char)*(scr->width +1)*scr->height);    if(NULL == buf) {        cerr("[FATAL]Out of memory!");        exit(EXIT_FAILURE);    }    __flash_snow_buffer(scr, buf);    //1.这里理论上不会执行到这,没加控制器. 2.对于buf=NULL,这种代码 可以省掉,看编程习惯free(buf);    buf = NULL;}

这种双函数实现一个功能技巧用的也很多. 例如写快速排序代码, 就是这样.

到这里 我们 设计和实现都完成了.

2.代码效果展示

2.1 window 上展示

使用VS新建一个控制台项目,F5就可以了效果如下

是动态的.

2.2 对于Linux

直接使用

gcc -g -Wall snow.c -o snow.out./snow.out

运行效果如下

到这里, C语言实现雪花效果就如上了.

2.3 完整的代码展示. 感谢 有你,一路同行.

#include #include #include #include /** 时间 : 2015年12月26日11:43:22* 描述 : 应该算过节吧,今天,写了个雪花特效 代码,*            送给 大学启蒙 芦老师*                        学生王志 祝福上* *//** 清除屏幕的shell 命令/控制台命令,还有一些依赖平台的实现* 如果定义了 __GNUC__ 就假定是 使用gcc 编译器,为Linux平台*    否则 认为是 Window 平台*/#ifdefined(__GNUC__)//下面是依赖 Linux 实现#include #definesleep_ms(m) \        usleep(m *1000)//向上移动光标函数 Linuxstaticvoid__curup(int height){    inti = -1;    while(++i        printf("\033[1A");//先回到上一行  }#else// 创建等待函数 1s 60 帧 相当于 16.7ms => 1帧, 我们取16ms// 咱么的这屏幕 推荐 1s 25帧吧 40ms// 这里创建等待函数 以毫秒为单位 , 需要依赖操作系统实现#include #definesleep_ms(m) \        Sleep(m)//向上移动光标staticvoid__curup(int height){    COORD cr = {0,0};    // GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE) 获取屏幕对象， 设置光标    SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), cr);}#endif/*__GNUC__ 跨平台的代码都很丑陋 */// 定义初始屏幕的宽高像素宏#define_INT_WIDTH        (100)#define_INT_HEIGHT        (50)// 屏幕刷新帧的速率#define_INT_FRATE        (40)// 雪花飘落的速率,相对于 屏幕刷新帧 的倍数#define_INT_VSNOW        (10)/** 错误处理宏,msg必须是""括起来的字符串常量* __FILE__        : 文件全路径* __func__        : 函数名* __LINE__        : 行数行* __VA_ARGS__    : 可变参数宏,* ##表示直接连接, 例如 a##b <=> ab*/#definecerr(msg,...) \    fprintf(stderr, "[%s:%s:%d]"msg"\n",__FILE__,__func__,__LINE__,##__VA_ARGS__);/**  屏幕结构体, 具有 宽高*  frate  : 绘制一帧的周期, 单位是 毫秒*  width  : 屏幕的宽,基于窗口的左上角(0,0)*  height : 屏幕的高*  pix    : 用一维模拟二维 主要结构如下*            0 0 0 1 0 0 1 0 1 0*            0 1 0 1 0 1 0 1 2 0*            . . .*            => 0表示没像素, 1表示1个像素,2表示2个像素....*/struct screen {    intfrate;// 也可以用 unsigned 结构int width;    int height;    char*pix;};/** 创建一个 屏幕结构指针 返回** int frate    : 绘制一帧的周期* int width    : 屏幕宽度* int height    : 屏幕高度* return        : 指向屏幕结构的指针* */structscreen* screen_create(intfrate,intwidth,int height);/** 销毁一个 屏幕结构指针, 并为其置空* struct screen** : 指向 屏幕结构指针的指针, 二级销毁一级的* */voidscreen_destory(structscreen** pscr);/*** 屏幕绘制函数,主要生成一个雪花效果** struct screen* : 屏幕数据* return          : 0表示可以绘制了,1表示图案不变*/intscreen_draw_snow(structscreen* scr);/*** 屏幕绘制动画效果, 绘制雪花动画** struct screen* : 屏幕结构指针*/voidscreen_flash_snow(structscreen* scr);// 主函数,主业务在此运行intmain(intargc,char*argv[]){    structscreen* scr = NULL;    //创建一个屏幕对象scr = screen_create(_INT_FRATE, _INT_WIDTH, _INT_HEIGHT);    if(NULL == scr)        exit(EXIT_FAILURE);    //绘制雪花动画    screen_flash_snow(scr);    //销毁这个屏幕对象screen_destory(&scr);    return0;}/** 创建一个 屏幕结构指针 返回** int frate    : 绘制一帧的周期* int width    : 屏幕宽度* int height    : 屏幕高度* return        : 指向屏幕结构的指针* */structscreen*    screen_create(intfrate,intwidth,int height){    structscreen *scr = NULL;    if(frate<0|| width <=0|| height <=0) {        cerr("[WARNING]check is frate<0 || width<=0 || height<=0 err!");        return NULL;    }    //后面是 为 scr->pix 分配的内存 width*heightscr =malloc(sizeof(structscreen) +sizeof(char)*width*height);    if(NULL == scr) {        cerr("[FATALG]Out of memory!");        return NULL;    }    scr->frate = frate;    scr->width = width;    scr->height = height;    //减少malloc次数,malloc消耗很大,内存泄露呀,内存碎片呀scr->pix = ((char*)scr) +sizeof(struct screen);    return scr;}/** 销毁一个 屏幕结构指针, 并为其置空* struct screen** : 指向 屏幕结构指针的指针, 二级销毁一级的* */voidscreen_destory(structscreen** pscr){    if(NULL == pscr || NULL == *pscr)        return;    free(*pscr);    // 避免野指针*pscr = NULL;}//构建开头 的雪花,下面宏表示每 _INT_SHEAD 个步长,一个雪花,需要是2的幂//static 可以理解为 private, 宏,位操作代码多了确实难读#define_INT_SHEAD (1<<2)staticvoid__snow_head(char* snow,int len){    intr =0;    //数据需要清空memset(snow,0, len);    for (;;) {        //取余一个技巧 2^3 - 1 = 7 => 111 , 并就是取余数intt = rand() & (_INT_SHEAD -1);        if(r + t >= len)            break;        snow[r + t] =1;        r += _INT_SHEAD;    }}#undef_INT_SHEAD//通过 上一个 scr->pix[scr->width*(idx-1)] => scr->pix[scr->width*idx]//下面的宏 规定 雪花左右摇摆 0 向左一个像素, 1 表示 不变, 2表示向右一个像素#define_INT_SWING (3)staticvoid__snow_next(structscreen* scr,int idx){    intwidth = scr->width;    char* psnow = scr->pix + width*(idx -1);    char* snow = psnow + width;    inti, j, t;// i索引, j保存下一个瞬间雪花的位置,t 临时补得,解决雪花重叠问题                //为当前行重置memset(snow,0, width);    //通过上一次雪花位置 计算下一次雪花位置for(i =0; i        for(t = psnow[i]; t>0; --t) {// 雪花可以重叠                                      // rand()%_INT_SWING - 1 表示 雪花 横轴的偏移量,相对上一次位置j = i + rand() % _INT_SWING -1;            j = j<0? width -1: j >= width ?0: j;// j如果越界了,左边越界让它到右边,右边越界到左边++snow[j];        }    }}/*** 屏幕绘制函数,主要生成一个雪花效果** struct screen* : 屏幕数据* return          : 0表示可以绘制了,1表示图案不变*/intscreen_draw_snow(structscreen* scr){    // 静态变量,默认初始化为0,每次都共用staticint__speed =0;    int idx;    if(++__speed != _INT_VSNOW)        return1;    //下面 就是 到了雪花飘落的时刻了 既 __speed == _INT_VSNOW__speed =0;    //这里重新构建雪花界面,先构建头部,再从尾部开始构建for(idx = scr->height -1; idx >0; --idx)        __snow_next(scr, idx);    //构建头部__snow_head(scr->pix, scr->width);    return0;}//buf 保存scr 中pix 数据,构建后为 (width+1)*height, 后面宏是雪花图案#define_CHAR_SNOW '*'staticvoid__flash_snow_buffer(structscreen* scr,char* buf){    int i, j, rt;    intheight = scr->height, width = scr->width;    intfrate = scr->frate;//刷新的帧频率                               //每次都等一下for (;;sleep_ms(frate)) {        //开始绘制屏幕rt = screen_draw_snow(scr);        if (rt)            continue;        for(i =0;i            char* snow = scr->pix + i*width;            for(j =0; j                buf[rt++] = snow[j] ? _CHAR_SNOW :'';            buf[rt++] ='\n';        }        buf[rt -1] ='\0';        //正式绘制到屏幕上        puts(buf);        //清空老屏幕,屏幕光标回到最上面        __curup(height);    }}#undef_CHAR_SNOW/*** 屏幕绘制动画效果, 绘制雪花动画** struct screen* : 屏幕结构指针*/voidscreen_flash_snow(structscreen* scr){    char* buf = NULL;    // 初始化随机数种子,改变雪花轨迹    srand((unsigned)time(NULL));    buf =malloc(sizeof(char)*(scr->width +1)*scr->height);    if(NULL == buf) {        cerr("[FATAL]Out of memory!");        exit(EXIT_FAILURE);    }    __flash_snow_buffer(scr, buf);    //1.这里理论上不会执行到这,没加控制器. 2.对于buf=NULL,这种代码 可以省掉,看编程习惯free(buf);    buf = NULL;}

后记

到这里就结束了,这次分享的比较简单,有兴趣的同学可以 看看, 推荐写一遍. 代码看不懂的时候,多歇歇,看得懂的时候,多写写,

就有套路了. 欢迎吐槽. 错误是在所难免的.

这个冬天,雪花很美,(。⌒∇⌒)