為什么學完了C語言,我只會寫計算機程序?
以前學C語言的時候,寫過幾個小程序,還算蠻有意思的。先上程序截圖,占個坑,然后再慢慢講做這種小玩意的通用思路。
溫馨提示:亮點在最后
1、貪吃蛇:

2、都市浮生記(以前有一個很老的小游戲叫“北京浮生記”,仿那個寫的,去各種地方買賣商品):


3、背單詞的軟件(當年女朋友剛考上英語專業,寫給女朋友記單詞用的,然而被各種手機APP秒殺了,說實在的,如果不考慮界面的話,我覺得我這個功能還是蠻強大的……)

4、C語言結合WindosAPI實現的圖形界面鬧鐘

首先我們需要知道,一款軟件究竟有哪幾個部分?
在這里我們不談軟件架構神馬的專業知識,就站在入門水平能理解的角度思考,我覺得可以分為5個部分:
1、業務邏輯
指的是解決具體問題的思路。比如做一款背單詞軟件,你怎么隨機抽取單詞,用什么規則去判斷用戶是否掌握了這個單詞,這就是業務算法。
2、控制算法
控制邏輯是除了業務邏輯之外,關于整體程序控制層面的算法,比如怎么去實現一個鏈表,怎么去實現圖的搜索,或者如何處理線程同步,等等。
3、人機交互
簡單來說就是界面。比如C語言的控制臺(“黑框框”)最基本的人機交互就是輸入和輸出。圖形化界面就復雜得多,標簽、輸入框、按鈕、圖形繪制、事件監聽等等。如果做移動開發,還可能涉及到各種傳感器。
4、數據存儲
小程序不需要外部的數據存儲,只有程序內部的變量、常量、靜態數值。想要功能豐富一點,比如小游戲的排行榜、單詞軟件的單詞庫等等,就需要考慮數據存儲的問題。簡單一點可以用基本的文件讀寫,自己規定數據存儲的格式。復雜一點就需要用到數據庫了。
5、網絡通信
普通單機程序用不到網絡通信。但如果要做網絡程序,比如局域網對戰游戲、CS結構的企業管理軟件、BS結構的商城平臺,等等,就需要考慮網絡通信的功能。有各種網絡協議,底層一點可以是TCP/IP,往上走的話有封裝好的Socket接口,再往上走還有HTTP、FTP等等具體的應用協議。
梳理清楚這五個部分,我們再來看看,入門階段我們學C語言學了什么?
首先是基礎的程序語言知識,從輸入輸出、變量、分支語句、循環語句,到數組、函數、指針、結構體、文件讀寫,基本就學完了。
然后可能還接觸了一些簡單的算法和數據結構,比如排序、遞歸、棧、隊列等等。再復雜一些,可能會接觸樹的遍歷、圖的搜索、甚至是動態規劃。
我們看看這些知識屬于哪些模塊?
1、它們解決業務邏輯不成問題,畢竟我們做的很多習題,都是真實情境抽象出來的算法。
2、它能解決一部分簡單的控制邏輯。這主要看你算法與數據結構學的如何。當然,涉及到設計模式、多線程、事件監聽、以及系統層面的控制內容,我們還沒學到。
3、人機交互,只學了簡單的輸入輸出。
4、數據存儲,可以用文件讀寫。
5、網絡通信,暫時沒接觸。
接下來,我們只需要有針對性的彌補這些模塊,找到解決方案,就能做出有趣的應用。
1、業務算法
這個不需要額外的技術了,入門階段學到的知識基本夠用,但我們要學會歸納項目需求,并把它們抽象出來,轉化為平常做的習題的形式,“能獲取什么數據、進行怎樣的計算、要得到什么結果”。當然了,思考的時候并不是這個順序,而是“要得到什么結果,需要什么數據,要進行怎樣的計算”。
2、控制邏輯
前面說到,首先這需要你的算法與數據結構基礎。至少要學會數組、結構體、排序、鏈表、遞歸等等,掌握得越多,這塊就越輕松一些。當然了,這畢竟不是競賽,自己做項目實踐的時候,沒有人強制規定你“在1s內完成,內存空間不超過65535KB”,所以哪怕入門階段會的少,效率低一些,也沒關系,首先做到“能用”,再考慮優化。
那么復雜一些的控制邏輯問題怎么處理呢?
①多線程
需要調用系統接口。以windows系統為例,需要調用WindosAPI,也就是windows.h庫中的函數。初學階段,我們可以“不知其所以然”,會套用就行。
舉例:
問題情境:在貪吃蛇游戲中,我們需要一遍不停的讓蛇向當前的方向移動,一邊獲取用戶輸入的控制信息。我們知道,C語言在使用任何一個輸入函數的時候,都會等待用戶的輸入,然后再進行下面的語句。所以我們必須在一個單獨的線程里監聽用戶的輸入,否則會導致“用戶不輸入內容,蛇就不移動”的情況。
實現方法(部分代碼):
- #include <stdio.h>
- #include <windows.h>
- #include <conio.h>
- char c;//存儲用戶輸入的按鍵字符的全局變量。
- DWORD WINAPI getOrder();//子線程調用的方法,用來等待用戶輸入控制命令
- int main()
- {
- CreateThread(NULL,NULL,getOrder,NULL,0,NULL);
- while(1){ //控制貪吃蛇不停的移動
- switch(c){
- //處理wsad四個字符的情況,像上下左右移動
- }
- }
- return 0;
- }
- DWORD WINAPI getOrder(){
- while(1){
- c=getch();//不停的等待用戶的輸入
- //此處默認用戶按的肯定是wsad四個按鍵,沒有處理錯誤情況。真正寫代碼需要考慮。
- }
- }
此處關于多線程的部分,是我當年寫貪吃蛇程序時,臨時上網搜索,直接按人家的格式套用的。說實話,我到現在也不明白CreateThread里面的幾個NULL和0分別需要設置什么(后來深入研究Java去了,一入Java深似海,沒再深究C語言WindowsAPI的問題)。
至于說CreateThread不穩定不安全,實際編程里不推薦使用,而是要用_beginthread。對于初學階段,這有什么關系呢?就像我們小學、初中學數學的時候,課本里也把很多概念簡化了,并不嚴謹。我們使用它,是為了幫助我們邁過項目實踐里的攔路虎,實現自己想要的功能,真要是以后打算深入研究,再搞明白“為什么”、“什么好”也不遲。(當然了,如果愿意多花一些時間,按網上的說法,去學習_beginthread怎么使用,一步到位,也沒有問題,此處給個鏈接: C語言多線程編程windows多線程CreateThread與_beginthreadex本質區別 )。
②實現一些與操作系統相關的功能
這個當然也可以通過WindowsAPI來實現。但還是那句話,初學階段,沒有必要。說起來有個更簡單的方法,只要會用system("");函數就行了。別看一個小小的system函數,通過它,我們可以讓系統執行各種dos命令,什么開機關機,文件刪查,都不在話下。
當然了,要玩轉system函數也有些技巧。首先是要學會拼接字符串,比如我們要實現定時關機的命令,讓用戶輸入一個時間,我們就要把時間數字轉換成字符串,再拼接到命令里面。
樣例代碼如下:
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- int main()
- {
- int x,t;
- char command[100]="shutdown -s -t ";
- char time[100];
- printf("輸入1:設置定時自動關機 ");
- printf("輸入2:取消自動關機 ");
- scanf("%d",&x);
- if(x==1){
- printf("請輸入關機時間(分鐘數):");
- scanf("%d",&t);
- t=t*60;//把分鐘數化成秒數
- itoa(t,time,10);//把數字轉換成字符串,存在time字符數組里
- strcat(command,time);//拼接命令
- system(command);//調用system函數來執行拼接好的命令
- }
- else if(x==2){
- system("shutdown -a");//取消自動關機的dos命令
- }
- system("pause");
- return 0;
- }
這段代碼里,我們使用itoa函數,把數字轉換為字符串,再是有那個strcat函數進行拼接,最后調用system函數執行命令。一定要深究的話,itoa并不是標準的C語言函數,但大多數編譯器里都有它。
我們知道,system函數的返回值是數字,表示執行成功或具體什么錯誤。那么如果我們想分析它的輸出結果,或者用它執行別的C程序,控制輸入的內容呢?其實也很簡單,就是用DOS命令中的重定向符“< > << >>”,讓命令從文件中讀取輸入信息,或者把顯示信息輸出到文件。這樣我們可以通過操作文件,來具體進行控制了。當年我擔任C語言課程助教的時候,就用這個思路寫了一個自動評測學生作業代碼的程序。
就算這樣效率比較低,還是那句話,“有什么關系呢?”我反對讓新手一開始就糾結效率和優化的問題,這樣會抹殺對編程的興趣,或者變得不敢寫代碼。只有通過大量的實踐,找到“成功實現一個功能”的成就感,積累足夠的信心和經驗,才能取得長足的進步。學得深了,再逐步探究更好的辦法,我覺得這才是合適的順序。
3、人機交互
①黑框框(控制臺界面)
入門階段,最受初學者反感的就是那個討厭的黑框框了,看見它就想起無趣的scanf和printf,感覺相差了整整一個時代……其實吧,就算是黑框框,也能玩出花兒~
01. getch語句
getch語句是一個“無回顯的、即時獲取用戶按鍵字符”的函數。也就是說,我們按一個按鍵,它不會顯示在屏幕上,也不需要按回車鍵,就能直接被getch接收到。接收的方法是:
- char c;
- c=getch();
(最前面別忘了#include
這么一個小玩意兒,它能讓我們實現很多的功能:游戲按鍵控制(有時需要結合上文提到的多線程)、菜單選擇輸入、輸入密碼的星號功能。此處我們來看看輸入密碼的函數實現吧:
- //輸入密碼的函數。傳入一個字符數組,以及這個字符數組的大小
- void getPassword(char password[],int length){
- char c;
- int i=0;
- do{
- c=getch();//用getch來讀取用戶輸入
- if(c==' '){//密碼里是不能有空格的
- continue;
- }
- if(c==''){//退格鍵的處理
- if(i==0){
- continue;
- }
- printf(" ");
- i--;
- continue;
- }
- if(c==' '){//回車鍵的處理
- break;
- }
- if(i>=length-1){//達到最大長度時的處理
- continue;
- }
- password[i]=c;//存入數組
- printf("*");//顯示一個星號
- i++;
- }while(c!=' ');
- password[i]='';//字符串末尾要添加''
- }
當我們需要輸入密碼時,直接調用這個函數就可以了。測試它的主函數此處就不寫啦。效果如圖(輸入的內容自動變成星號,而且可以任意退格,按回車鍵完成輸入)

02. system("cls");
還記得我們剛才說的,用system函數調用DOS命令嗎。“cls”是DOS里的“清除控制臺屏幕上的已有內容”的命令,可以清除我們已經輸出的全部內容。這有什么用呢?
許多人小時候都玩過“連環畫”,在一個本子的每一頁畫上變化的圖案,快速翻動每一頁,圖像就動了起來。
我們也可以通過system("cls");實現簡單的“動畫”效果,當然了,刷新太快難免出現閃屏的現象,這個沒辦法,畢竟這就是個土辦法……
舉個例子,不知道大家有沒有聽說過“生命游戲”,也就是是英國數學家約翰·何頓·康威在1970年發明的細胞自動機。給個鏈接,大家去了解一下生命游戲(游戲作品) 我們用C語言來實現它:
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <string.h>
- #include <time.h>
- const int type_live=1;
- const int type_dead=0;
- const int map_size=20;
- int map[20][20];
- void initGame();//初始化
- void run();//每一輪的運行
- int getLivingNum(int x, int y);//判斷某個格子周邊有幾個存活的細胞
- void show_map();//把地圖的狀態打印到屏幕上
- int main()
- {
- initGame();
- while(1>0){
- run();
- show_map();
- system("cls");
- }
- system("pause");
- return 0;
- }
- void initGame(){//初始化
- int i,j;
- srand((unsigned) time(NULL));
- for(i=0;i<map_size;i++){
- for(j=0;j<map_size;j++){
- map[i][j]=rand()%2;//每一個格子的細胞生死狀態都是隨機的
- }
- }
- }
- void run(){//每一輪的運行
- int i,j,num;
- for(i=0;i<map_size;i++){
- for(j=0;j<map_size;j++){
- num=getLivingNum(i,j);
- //按規則決定下一輪的生死狀態
- if(num==3){
- map[i][j]=type_live;
- }
- else if(num!=2){
- map[i][j]=type_dead;
- }
- }
- }
- }
- //獲取當前格子周邊8個格子的活著的細胞數量
- int getLivingNum(int x, int y){
- int i,j;
- int num=0;
- for(i=x-1;i<=x+1;i++){
- if(i<0||i>=map_size){//防止數組下標越界
- continue;
- }
- for(j=y-1;j<=y+1;j++){
- if(j<0 || j>=map_size){//防止數組下標越界
- continue;
- }
- if(map[i][j]==type_live){
- num++;
- }
- }
- }
- if(map[x][y]==type_live){
- num--;
- }
- return num;
- }
- void show_map(){//把地圖狀態輸出到屏幕上
- int i,j;
- for(i=0;i<map_size;i++){
- for(j=0;j<map_size;j++){
- if(map[i][j]==type_live){
- printf(" *");
- }
- else if(map[i][j]==type_dead){
- printf(" ");
- }
- }
- printf(" ");
- }
- }
這邊最關鍵的界面控制原理,就是用system("cls");不停的清除之前輸出的內容,輸出一遍,清除一遍,輸出一遍,清除一遍……就能讓畫面動起來了。給個截圖,大家自己腦補一下動起來的樣子……

03.其它一些小技巧
想讓控制臺的界面更美觀一些,還有兩個小方法。一個是system("color xy");控制控制臺的背景色和字體顏色(這里的xy,x是背景色,y是前景色,不要直接填xy,而是如下的數值):
0=黑色 1=藍色 2=綠色 3=湖藍色 4=紅色 5=紫色 6=黃色 7=白色 8=灰色
9=淡藍色 A=淡綠色 B=淡藍綠色 C=淡紅色 D=淡紫色 E=淡黃色 F=亮白色
另一個是system("title 標題");,能把程序框框左上角顯示的標題給替換了。來個簡單的例子:
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- int main()
- {
- system("title hello,world");
- system("color B1");
- system("pause");
- return 0;
- }
運行效果:

②C語言里的圖形庫(graphics.h)
C語言也有自己的圖形庫,我知道的是graphics.h,應該還有別的吧,沒研究過。graphics.h好像不是標準庫,許多編程軟件里都沒有,要另外裝。我這兩天抽空研究研究,來給大家寫個例子。graphics.h_百度百科
③圖形界面
想要拿C語言實現真正的圖形界面程序,那沒什么好辦法,去學WindowsAPI吧,當年我接觸過一陣子,寫了幾個小東西(就像文章一開始的那個鬧鐘的截圖),但沒有深入研究,忘得差不多了,所以現在實在不敢給大家講太多。而且我覺得吧,WindowsAPI實在不太適合新手去接觸,何況根本沒這個必要,有時間精力,還不如轉而去學Java或者別的更容易做圖形界面的語言呢。
4、數據存儲
提到數據存儲這塊,大家第一反應就是“數據庫”,想到SQL語言,以及眼花繚亂的一個個數據表,好像很麻煩的樣子。其實咱們入門階段不需要這么復雜嘛,完全可以用自定義的文件讀寫格式來代替。(話說就算是用SQL,也沒有想象中那么復雜,這東西是“會用”容易,想“優化好”需要更深的學問)
①文件讀寫
大家在C語言入門階段的學習中,大概是學到指針部分的前面或后面一點(不同的教程順序不一樣),就會學到文件讀寫的基本操作,咱們先簡單復習一下:
fopen函數,以某種模式(讀、寫等等)打開一個文件流fopen_百度百科
fprintf函數,簡單理解就是往文件里寫入內容的“printf”函數fprintf_百度百科
fscanf函數,簡單理解就是從文件里讀取內容的“scanf"函數,注意“讀字符串時遇到空格或換行結束”fscanf_百度百科
fgets函數,從文件里讀字符串,一次讀一行,遇到換行結束,遇到空格不結束fgets_百度百科
fclose函數,關閉文件流fclose_百度百科
feof函數,判斷文件流是否到結束位置了feof(函數名)
這些函數就是咱們處理數據存儲的基本工具~
說白了,數據存儲,就是把我們想要保存的數據儲存在硬盤上,留著下次(或者每次)使用,不會像那些臨時存在內存空間里的變量那樣,隨著程序的關閉而Say Goodbye。在入門階段的項目實踐中,我們只需要自己規定好數據存儲的格式,然后在程序里按照格式讀取或寫入文件,就OK了。
老規矩,拿例子說話~還記得開篇我做的那個“都市浮生記”嗎?它涉及到用戶游戲數據存檔功能,玩游戲玩到一半,可以存檔,然后下次接著玩~我們就來看看這部分功能的實現:
首先,設計一個文件存儲結構:
我們來分析,在這個游戲中,玩家重要的臨時數據有哪些:
01. 玩家名稱Name
02. 當前金錢數額Money
03. 當前倉庫容量Capacity
04. 游戲進行的天數Day
05. 庫存貨物數量Num
06. 這些具體庫存貨物的信息(貨物編號ID,數量N,進貨價格M)
07. 由于我這個游戲當時設計的思路,是支持別人更改數據,寫擴展包的,所以增加了一個“游戲版本名稱Version”的數據存儲,位置放在文件開頭。
怎么樣,是不是有一種做輸入輸出練習題的既視感。其實這玩意兒改一改,添加一點需求,就可以是一道編程習題了。。。我們先來結合游戲和文件內容看一看效果

游戲天數不一樣是因為“存檔的時候是第4天,但再次開始游戲時直接進入了下一天”。

這邊沒有完整顯示對應的數據,反正就是這個意思,大家意會一下~
接下來看看代碼是怎么實現的(兩年前的源碼了,不是很規范,我大致加了一下注釋,大家領會思路就好)(注意,我項目里用到了bool類型,C本身是沒有的,需要引用stdbool.h頭文件c語言中
- bool READ_USER(char *filename)
- {
- int i,n;
- FILE *fp;
- fp=fopen(user.filename,"r");//以只讀模式打開文件
- if(fp==NULL) return false;//文件打開失敗……
- fgets(user.bagname,100,fp);//讀取版本號
- user.bagname[strlen(user.bagname)-1]='';/*我忘了當年寫這句話是干嘛了,莫非fgets不會自動添加''嗎,還是我自作多情?現在有點忘了,大家可以自己測試一下,評論里告訴我。*/
- if(strcmp(user.bagname,area[0])!=0)//對比存檔的版本和當前游戲版本是否相同
- {
- printf("存檔文件與當前擴展數據包不匹配! ");
- return false;//版本不同,再見吧~
- }
- fgets(user.name,100,fp);//讀取玩家名字
- user.name[strlen(user.name)-1]='';//同上面那個''的注釋
- fscanf(fp,"%lld %d %d ",&user.money,&user.storage,&user.day);//讀取金錢、倉庫容量、游戲天數
- fscanf(fp,"%d ",&user.cargo_amount);//讀取庫存商品數量
- user.be_used=0;//忘了是干嘛的了
- for(i=0;i<user.cargo_amount;i++)//循環讀取每個商品的信息
- {
- fscanf(fp,"%d ",&n);//讀取商品id
- fscanf(fp,"%d %d ",&user.cargo[n].amount,&user.cargo[n].total_price);//讀取該商品的數量、價錢
- user.be_used=user.be_used+user.cargo[n].amount;//好像是計算已使用的庫存容量?
- }
- fclose(fp);//關閉文件
- WRITE_RECORD();//自己定義的另一個函數,好像是寫排行榜來著
- return true;//返回true,表示成功讀取了存檔數據文件
- }
然后再看看保存存檔(寫文件)的那個函數吧:
- void WRITE_USER(char *filename)
- {
- int i;
- FILE *fp;
- fp=fopen(user.filename,"w");//以寫的模式打開文件流,如果文件不存在則新建一個。
- fprintf(fp,"%s ",user.bagname);//輸出游戲版本名稱
- fprintf(fp,"%s ",user.name);//輸出玩家姓名
- fprintf(fp,"%lld %d %d ",user.money,user.storage,user.day);//金錢、倉庫、天數
- fprintf(fp,"%d ",user.cargo_amount);//商品數量
- for(i=0;i<goods_amount;i++)//循環輸出商品信息
- {
- if(user.cargo[i].amount!=0) fprintf(fp,"%d %d %lld ",i,user.cargo[i].amount,user.cargo[i].total_price);
- }
- fclose(fp);//關閉文件流
- }
就是這么簡單粗暴的辦法,自己規定文件結構,用簡單的文件讀寫函數進行操作,就可以實現簡單的數據存儲功能。我另一個背單詞的小軟件也是用這個思路處理的,當時還特意寫了一個轉換程序,把我從百度文庫搞下來的單詞詞庫(復制到txt里的),轉換成程序需要的格式。
②數據庫操作
當然了,這種簡單粗暴的方法,不適于大規模的數據存儲,因為不方便查詢和修改,只能是初學階段的“權宜之計”(當然了,在實際開發中,小規模數據,尤其是允許用戶自行修改的配置文件,也可以用類似的思路去處理)。如果要處理大規模數據,還是規范一點,操作數據庫吧。
操作數據庫,首先需要學習基本的SQL語法。這個不是很難,理解基本概念,然后照著格式寫就行。SQL教程_w3cschool
其次,就要考慮如何與數據庫連接。首先你要安裝一個數據庫,比如MySQL……然后需要學習C語言連接數據庫的方法,這塊我也沒試過(我一般拿Java和PHP對接數據庫,沒試過直接用C寫),所以抱歉沒法詳細介紹。給兩個鏈接大家感受一下吧。c語言連接mysql數據庫的實現方法_C 語言 , 用C語言操作MySQL數據庫,進行連接、插入、修改、刪除等操作 。個人認為,在初學階段的項目實踐中,不是非得死磕數據庫。最好換個更方便的語言去學數據庫,學明白了,真要深入探索,增加效率神馬的,再換回C繼續深入。
5、網絡通信
入門階段的項目實踐中,用到網絡通信的情況不多見,實在不建議大家剛上來就挑戰CS架構(客戶端-服務端的架構)甚至BS架構(瀏覽器前端-服務端的架構)的項目,要學的東西挺多的。
當然,如果只是想簡單實現兩個程序的聯機通信,學習Socket編程接口,照著網上的樣例代碼改就可以了。今天本來想試試的,結果發現自己的IDE沒有對應的庫文件,按網上的方法折騰了一下沒有搞定,過兩天折騰清楚了再跟大家分享吧。先丟幾個鏈接在這兒,感興趣的也可以一塊試一試。
socket(計算機專業術語)
C語言的Socket編程例子(TCP和UDP)
使用dev-c++做socket編程遇到的問題和解決過程
總之呢還是那句話,我覺得初學者可以暫時不接觸C語言的網絡通信,想做涉及網絡通信的程序,可以轉Java、PHP、Python之類的語言,更方便一些。然后需要輔以學習計算機網絡原理之類的理論基礎。初步掌握之后,再想深入底層原理,轉回C語言也不遲。
使用C語言圖形庫寫的“吃豆人”小游戲:

關于C語言Socket編程,從網上找的代碼,調試通了,這是服務端,客戶端沒截圖:
