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UNIX下c語言的圖形編程--curses.h 函式庫
本文出自:http://www.chinaunix.net 作者:wkl (2002-06-26 06:02:00)


                                                       

   相信您在網路上一定用過如  tin,elm 等工具, 這些軟體有項共同的特色,
   即他們能利用上下左右等方向鍵來控制遊標的位置.  除此之外, 這些程式
   的畫面也較為美觀. 對 Programming 有興趣的朋友一定對此感到好奇, 也
   許他能在 PC 上用 Turbo C 輕易地寫出類似的程式, 然而, 但當他將相同
   的程式一字不變地移到工作站上來編譯時, 卻出現一堆抓也抓不完的錯誤.
   其實, 原因很簡單, 他使用的函式庫可能在 UNIX 上是沒有定義的.  有些
   在 Turbo-C 上被廣泛使用的一些函式, 可能在 UNIX 上是不被定義的.

   為了因應網路上各式各樣的終端機形態  (terminal), UNIX 上特別發展出
   一套函式庫, 專門用來處理 UNIX 上遊標移動及螢幕的顯示.  這就是本篇
   文章要為您介紹的 - curses.h 函式庫.  利用這個函式庫, 您也可以寫出
   像 elm 般利用方向鍵來移動光棒位置的程式. (CCCA 近來所提供的線上選
   課程式, 及程式服務界面, 即是筆者利用 curses 發展而成的 )


■ curses 的歷史與版本

   cureses 最早是由柏克萊大學的 Bill Joy 及 Ken Arnold 所發展出來的.
   當時發展此一函式庫主要原因是為了提高程式對不同終端機的相容性而設
   計的.  因此, 利用 curses  發展出來的程式將和您所使用的終端機無關.
   也就是說, 您不必擔心您的程式因為換了一部終端機而無法使用.  這對程
   式設計師而言,    尤其是網路上程式的撰寫,    是件相當重要的一件事.
   curses之所以能對上百種以上的終端機工作,  是因為它將所有終端機的資
   料, 存放在一個叫 termcap 的資料庫, ( 而在第二版的 System V 系統中
   , 新版的 curses 以 terminfo 取代原來的 termcap). 有了這些記錄, 程
   式就能夠知道遇到哪一種終端機時,   須送什麼字元才能移動遊標的位置,
   送什麼字元才能清除整個螢幕清除. (* 注一)

   另外, 本文的介紹 以 System V 的 curses 版本為主.


■ 如何在您的程式使用 curses ?

   在您的 C 程式的檔頭將  <curses.h> include 進來.當您引進  curses.h
   這個函式庫後, 系統會自動將 <stdio.h> 和 <unctl.h>一並  include 進
   來.另外,  在  System  V  版本中, <terminfo.h>  這個函式庫也將一並
   include進來.

    #include <curses.h>

    main()
    {
     :  :
     :  :
    }

   當然, 您的系統內必須放有 curses.h 這個函式庫.


■ 如何編譯(compile)

   當您編輯好您的程式, 在 UNIX 提示符號下鍵入:

     % /usr/5bin/cc [file.c] -lcurses
                              ^^^^^^^
                              引進 curses.h 這個 library

   或 % /usr/5bin/cc [file.c] -lcurses -ltermlib

     (*注二)


■ 如何開始我的第一個 curses 程式?

   在開始使用 curses 的一切命令之前, 您必須先利用  initscr()這個函式
   來開啟 curses 模式.

   相對的, 在結束  curses  模式前  ( 通常在您結束程式前  )  也必須以
   endwin()來關閉 curses 模式.

    #include <curses.h>

    main()
    {
      initscr();
      :  :
      :  :
      :  :
      endwin();
    }

   這是一般 curses 程式標準的模式.

   此外, 您可以就您程式所須, 而做不同的設定. 當然, 您可以不做設定,而
   只是呼叫 initscr().

   您可以自己寫一個函式來存放所有您所須要的設定.  平常使用時, 只要呼
   叫這個函式即可啟動 curses 並完成一切設定.

   下面的例子, 即是筆者將平常較常用的一些設定放在一個叫 initial()的函

   式內.

     void initial()
    {
      initscr();
      cbreak();
      nonl();
      noecho();
      intrflush(stdscr,FALSE);
      keypad(stdscr,TRUE);
      refresh();
     }


  各函式分別介紹如下:

    □ initscr()

         initscr()  是一般 curses 程式必須先呼叫的函數, 一但這個函數
         被呼叫之後, 系統將根據終端機的形態並啟動 curses 模式.


    □ endwin()

         curses 通常以呼叫 endwin() 來結束程式.  endwin() 可用來關閉
         curses 模式, 或是暫時的跳離  curses 模式.如果您在程式中須要
         call shell ( 如呼叫 system() 函式 ) 或是需要做 system call,
         就必須先以   endwin()   暫時跳離   curses  模式.   最後再以
         wrefresh() doupdate() 來重返 curses 模式.


    □ cbreak()
       nocbreak()

         當 cbreak  模式被開啟後, 除了 DELETE 或 CTRL 等仍被視為特殊
         控制字元外一切輸入的字元將立刻被一一讀取.當處於 nocbreak 模
         式時, 從鍵盤輸入的字元將被儲存在  buffer 裡直到輸入  RETURN
         或 NEWLINE.在較舊版的 curses 須呼叫 crmode(),nocrmode() 來
         取代 cbreak(),nocbreak()


    □ nl()
       nonl()

         用來決定當輸入資料時, 按下 RETURN 鍵是否被對應為 NEWLINE 字
         元 ( 如 \n ).
         而輸出資料時, NEWLINE  字元是否被對應為  RETURN 和 LINDFEED
         系統預設是開啟的.



    □ echo()
       noecho()

         此函式用來控制從鍵盤輸入字元時是否將字元顯示在終端機上.系統
         預設是開啟的.


    □ intrflush(win,bf)

         呼叫 intrflush 時須傳入兩個值:
         win 為一 WINDOW 型態指標, 通常傳入標準輸出入螢幕 stdscr
         bf 為 TRUE 或 FALSE

         當 bf 為 true 時, 當輸入中斷字元 ( 如 break) 時, 中斷的反應
         將較為快速.但可能會造成螢幕的錯亂.



     □ keypad(win,bf)

         呼叫 keypad 時須傳入兩個值:
         win 為一 WINDOW 型態指標, 通常傳入標準輸出入螢幕 stdscr
         bf 為 TRUE 或 FALSE

         當開啟  keypad 後, 可以使用鍵盤上的一些特殊字元, 如上下左右
         等方向鍵, curses 會將這些特殊字元轉換成 curses.h 內定義的一
         些特殊鍵. 這些定義的特殊鍵通常以 KEY_ 開頭.



     □ refresh()

         refresh() 為 curses 最常呼叫的一個函式.

         curses 為了使螢幕輸出入達最佳化, 當您呼叫螢幕輸出函式企圖改
         變螢幕上的畫面時, curses  並不會立刻對螢幕做改變,  而是等到
         refresh() 呼叫後, 才將剛才所做的變動一次完成.  其餘的資料將
         維持不變. 以盡可能送最少的字元至螢幕上. 減少螢幕重繪的時間.
         如果是 initscr() 後第一次呼叫  refresh(), curses 將做清除螢
         幕的工作.




■ 遊標的控制

      move(y,x)       將遊標移動至 x,y 的位置
      getyx(win,y,x)  得到目前遊標的位置
                      (請注意! 是 y,x 而不是 &y,&x )


■ 有關清除螢幕的函式

          clear()
          erase()   將整個螢幕清除
                    (請注意配合refresh() 使用)


■ 如何在螢幕上顯示字元

    echochar(ch)              顯示某個字元

    addch(ch)                 顯示某個字元
    mvaddch(y,x,ch)           在(x,y) 上顯示某個字元
                              相當於呼叫 move(y,x);addch(ch);

    addstr(str)               顯示一串字串
    mvaddstr(y,x,str)         在(x,y) 上顯示一串字串
                              相當於呼叫 move(y,x);addstr(str);

    printw(format,str)        類似 printf() , 以一定的格式輸出至螢幕
    mvprintw(y,x,format,str)  在(x,y) 位置上做 printw 的工作.
                              相當於呼叫 move(y,x);printw(format,str);



■ 如何從鍵盤上讀取字元

     getch()                        從鍵盤讀取一個字元 (注意! 傳回的是
整數值)
     getstr()                       從鍵盤讀取一串字元
     scanw(format,&arg1,&arg2...)   如同 scanf, 從鍵盤讀取一串字元

     □例:

     int ch;
     char string1[80];   /* 請注意! 不可宣告為 char *string1; */
     char string2[80];

     echo();            /* 開啟 echo 模式, 使輸入立刻顯示在螢幕上 */
     ch=getch();
     string1=getstr();
     scanw("%s",string2);
     mvprintw(10,10,"String1=%s",string1);
     mvprintw(11,10,"String2=%s",string2);

■ 如何利用方向鍵

   curses 將一些如方向鍵等特殊控制字元, 以 KEY_ 為開頭定義在 curses.h

   這個檔案裡頭, 如 KEY_UP  即代表方向鍵的  " ↑ ".  但, 如果您想使用

   curses.h  所為您定義的這些特殊鍵的話,  您就必須將   keypad  設定為

   TRUE. 否則, 您就必須自己為所有的特殊鍵定義了.

  curses.h 為一些特殊鍵的定義如下:

    KEY_UP          0403           ↑
    KEY_DOWN        0402           ↓
    KEY_LEFT        0404           ←
    KEY_RIGHT       0405           →
    KEY_HOME        0406           Home key (upward+left arrow)
    KEY_BACKSPACE   0407           backspace (unreliable)
    KEY_F0          0410           Function keys.
    KEY_F(n)        (KEY_F0+(n))   formula for f .
    KEY_NPAGE       0522           Next page
    KEY_PPAGE       0523           Previous page

   以上僅列出筆者較常使用的一些控制鍵, 至於其他控制鍵的定義, 請自行參

   閱 man curses (* 注三)

   一並為您列出其他常用的一些特殊字元

    [TAB]                 /t
    [ENTER]               /r
    [ESC]                 27
    [BACKSPACE]           127


 ■ 如何改變螢幕顯示字元的屬性

   為了使輸出的螢幕畫面更為生動美麗,  我們常須要在螢幕上做一些如反白,

   閃爍等變化.  curses 定義了一些特殊的屬性, 透過這些定義, 我們也可以

   在 curses 程式□控制螢幕的輸出變化.

    attron(mod)    開啟屬性
    attroff(mod)   關閉屬性

   curses.h 裡頭定義了一些屬性, 如:

    A_UNDERLINE    加底線
    A_REVERSE      反白
    A_BLINK        閃爍
    A_BOLD         高亮度
    A_NORMAL       標準模式 (只能配合 attrset() 使用)


   當使用 attron() 開啟某一種特殊屬性模式後, 接下來在螢幕的輸出都會以

   該種屬性出現. 直到您呼叫 attroff() 將此模式關閉.

   請注意, 當您欲 attron() 開啟另一種屬性時, 請記得利用 attroff()先關

   閉原來的屬性, 或直接以 attrset(A_NORMAL)  將所有特殊屬性關閉.否則,

   curses 會將兩種屬性做重疊處理.

    □例:

       attrset(A_NORMAL);            /* 先將屬性設定為正常模式       */

       attron(A_UNDERLINE);          /* 加底線                       */

       mvaddstr(9,10,"加底線");      /* 加底線輸出一串字元           */

       attroff(A_UNDERLINE);         /* 關閉加底線模式, 恢復正常模式 */

       attron(A_REVERSE);            /* 開啟反白模式                 */

       mvaddstr(10,10,"反白");       /* 輸出一串反白字元             */

       attroff(A_REVERSE);           /* 關閉反白模式, 恢復正常模式   */

       attron(A_BLINK);              /* 開啟閃爍模式                 */

       mvaddstr(11,10,"閃爍");       /* 輸出一串閃爍字元             */

       attroff(A_BLINK);             /* 關閉閃爍模式, 恢復正常模式   */

       attron(A_BOLD);               /* 開啟高亮度模式               */

       mvaddstr(12,10,"高亮度");     /* 輸出一串高亮度字元           */

       attroff(A_BOLD);              /* 關閉高亮度模式, 恢復正常模式 */



 ■ 其他常用的一些函式

      beep()              發出一聲嗶聲
      box(win,ch1,ch2)    自動畫方框  ch1: 畫方框時垂直方向所用字元
                                      ch2: 畫方框時水平方向所用字元

                                      example: box(stdscr,'|','-');
                                      將以 | 及 - 圍成一個方框

 ■ 應用完整□例

   下面所舉的例子,  即完全利用剛剛所介紹的含式來完成.這個程式可將從鍵

   盤上讀取的字元顯示在螢幕上, 並且可以上下左右方向鍵來控制遊標的位置

   , 當按下 [ESC] 後, 程式即結束.

   您有沒有發現, 這不就是一個簡單全螢幕編輯器的雛形嗎?


  #include <curses.h>                  /* 引進 curses.h , 並自動引進
stdio.h */


  #define StartX  1                    /* 決定遊標初始位置 */
  #define StartY  1

  void initial();

  main()
  {
     int x=StartX;                     /* 宣告 x,y 並設定其初值
     */

     int y=StartY;
     int ch;                           /* 宣告 ch 為整數,配合 getch()
使用   */


     initial();                        /* 呼叫 initial(), 啟動 curses
模式,  */

                                       /* 並完成其它設定
     */


     box(stdscr,'|','-');              /* 畫方框
     */


     attron(A_REVERSE);                /* 開啟反白模式
     */

     mvaddstr(0,20,"Curses Program");  /* 在 (20,0) 處輸出反白字元
     */

     attroff(A_REVERSE);               /* 關閉反白模式
     */


     move(x,y);                        /* 將遊標移至初始位置
     */


     do {                              /* 以無限回圈不斷等待輸入
     */

      ch=getch();                      /* 等待自鍵盤輸入字元
      switch(ch) {                     /* 判斷輸入字元為何
     */


         case KEY_UP: --y;             /* 判斷是否"↑"鍵被按下
     */

                      break;
         case KEY_DOWN: ++y;           /* 判斷是否"↓"鍵被按下
     */

                      break;
         case KEY_RIGHT: ++x;          /* 判斷是否"→"鍵被按下
     */

                      break;
         case KEY_LEFT: --x;           /* 判斷是否"←"鍵被按下
     */

                      break;
         case '\r':                    /* 判斷是否 ENTER 鍵被按下
     */

                   ++y;
                   x=0;
                   break;
         case '\t':                    /* 判斷是否 TAB 鍵被按下
     */

                   x+=7;
                   break;
         case 127:                     /* 判斷是否 BACKSPACE 鍵被按下
     */

                    mvaddch(y,--x,' ');/* delete 一個字元
     */

                    break;

         case 27: endwin();            /* 判斷是否[ESC]鍵被按下
     */

                  exit(1);             /* 結束 curses 模式
     */

                                       /* 結束此程式
     */


         default:
                  addch(ch);           /* 如果不是特殊字元, 將此字元印
出     */

                  x++;
                  break;
       }
       move(y,x);                      /* 移動遊標至現在位置
     */

     } while (1);
   }

  void initial()                       /* 自定開啟 curses 函式
     */

  {
      initscr();
      cbreak();
      nonl();
      noecho();
      intrflush(stdscr,FALSE);
      keypad(stdscr,TRUE);
      refresh();
   }



 ■ 後記

   學完了上述的一些命令,  相不相信您已經可以寫出一個漂亮的全螢幕編輯
   器了? 事實上, curses 提供的函式不下  200 個, 可是筆者認為, 一切再
   復雜的函式都可以用本文提到的一些組合變化而成,  學了太多的函式, 只
   是徒增自己困擾罷了.  當然,  如果您對其它函式有興趣,  可以自行參閱
   curses 說明檔.  ( 方法: % man curses ) 本文不過行拋磚引玉之效, 也
   希望未來能陸續出現更多同學自行創作的程式.

    * 任何疑問及建議, 歡迎 e-mail 至 ljh@CCCA.NCTU.edu.tw. 謝謝 ! *



注一:
    請參考 /usr/share/lib/termcup
           /usr/share/lib/terminfo/s/sun

注二:
    1.如果是 BSD 的版本, 需使用
      cc [file.c] -lcurses -ltermcap 來完成 compile.
    2.計中工作站不知何故將原來的 /usr/5bin/cc 更改為 /usr/5bin/cc.org

      因此, 您若想在計中工作站 compile curses 程式.需以 /usr/5bin/cc.
org
      取代 /usr/5bin/cc , 否則 compile 可能發生錯誤.
    3.較舊版的 curses 需同時引進 curses 和 termlib 這兩個 library,
      因此, 您必須使用 /usr/5bin/cc [file.c] -lcurses -ltermlib 來
compile.

注三:
     根據筆者的經驗, 上下左右方向鍵應可正常使用而不會發生問題, 但其它

     如 PgUp,PgDn,功能鍵,Home,End 等特殊鍵, 很容易因機器, 鍵盤不同而無

     法使用, 因此, 若您的程式須要在不同的機器上使用, 建議您只用方向鍵來

     控制, 其它的特殊鍵少用為妙.
     至於 PgUp,PgDn 一些特殊鍵的控制方法, 由於較為復雜, 有興趣的同學可
參
     考 tin 原始程式 curses.c 內所使用的一些方法.
--
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