怎样使用 curses 来绘制终端屏幕？-- Jim Hall

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编译自　|　http://www.linuxjournal.com/content/getting-started-ncurses

 

　作者　|　Jim Hall

　译者　|　leemeans

怎样使用 curses 来绘制终端屏幕？

虽然图形界面非常酷，但是不是所有的程序都需要点击式的界面。例如，令人尊敬的 Vi 编辑器在第一个 GUI 出现之前在纯文本终端运行了很久。

Vi 编辑器是一个在“文本”模式下绘制的面向屏幕screen-oriented程序的例子。它使用了一个叫 curses 的库。这个库提供了一系列的编程接口来操纵终端屏幕。curses 库产生于 BSD UNIX，但是 Linux 系统通过 ncurses 库提供这个功能。

[要了解 ncurses “过去曾引起的风暴”，参见 

ncurses: Portable Screen-Handling for Linux

[1]

, September 1, 1995, by Eric S. Raymond.]

使用 curses 创建程序实际上非常简单。在这个文章中，我展示了一个利用 curses 来在终端屏幕上绘图的示例程序。

谢尔宾斯基三角形

简单展示一些 curses 函数的一个方法是生成谢尔宾斯基三角形Sierpinski"s Triangle。如果你对生成谢尔宾斯基三角形的这种方法不熟悉的话，这里是一些产生谢尔宾斯基三角形的规则：

☉ 设置定义三角形的三个点。☉ 随机选择任意的一个点 (x,y)。

然后：

☉ 在三角形的顶点中随机选择一个点。☉ 将新的 x,y 设置为先前的 x,y 和三角顶点的中间点。☉ 重复（上述步骤）。

所以我按照这些指令写了这个程序，程序使用 curses 函数来向终端屏幕绘制谢尔宾斯基三角形：

/* triangle.c */

#

include

<

curses

.

h

>

#

include

<

stdlib

.

h

>

#

include

"getrandom_int.h"

#

define

ITERMAX

10000

int

main

(

void

)

{

 

long

iter

;

 

int

yi

,

xi

;

 

int

y

[

3

],

x

[

3

];

 

int

index

;

 

int

maxlines

,

maxcols

;

 

/* initialize curses */

 initscr

();

 cbreak

();

 noecho

();

 

clear

();

 

/* initialize triangle */

 maxlines

=

LINES

-

1

;

 maxcols

=

COLS

-

1

;

 y

[

0

]

=

0

;

 x

[

0

]

=

0

;

 y

[

1

]

=

maxlines

;

 x

[

1

]

=

maxcols

/

2

;

 y

[

2

]

=

0

;

 x

[

2

]

=

maxcols

;

 mvaddch

(

y

[

0

],

x

[

0

],

"0"

);

 mvaddch

(

y

[

1

],

x

[

1

],

"1"

);

 mvaddch

(

y

[

2

],

x

[

2

],

"2"

);

 

/* initialize yi,xi with random values */

 yi

=

getrandom_int

()

%

maxlines

;

 xi

=

getrandom_int

()

%

maxcols

;

 mvaddch

(

yi

,

xi

,

"."

);

 

/* iterate the triangle */

 

for

(

iter

=

0

;

iter

<

ITERMAX

;

iter

++)

{

     index

=

getrandom_int

()

%

3

;

     yi

=

(

yi

+

y

[

index

])

/

2

;

     xi

=

(

xi

+

x

[

index

])

/

2

;

     mvaddch

(

yi

,

xi

,

"*"

);

     refresh

();

 

}

 

/* done */

 mvaddstr

(

maxlines

,

0

,

"Press any key to quit"

);

 refresh

();

 getch

();

 endwin

();

 

exit

(

0

);

}

让我一边解释一边浏览这个程序。首先，getrandom_int() 函数是我对 Linux 系统调用 getrandom() 的包装器。它保证返回一个正整数（int）值。（LCTT 译注：getrandom() 系统调用按照字节返回随机值到一个变量中，值是随机的，不保证正负，使用 stdlib.h 的 random() 函数可以达到同样的效果）另外，按照上面的规则，你应该能够辨认出初始化和迭代谢尔宾斯基三角形的代码。除此之外，我们来看看我用来在终端上绘制三角形的 curses 函数。

大多数 curses 程序以这四条指令开头。 initscr() 函数获取包括大小和特征在内的终端类型，并设置终端支持的 curses 环境。cbreak() 函数禁用行缓冲并设置 curses 每次只接受一个字符。noecho() 函数告诉 curses 不要把输入回显到屏幕上。而 clear() 函数清空了屏幕：

 initscr

();

 cbreak

();

 noecho

();

 

clear

();

之后程序设置了三个定义三角的顶点。注意这里使用的 LINES 和 COLS，它们是由 initscr() 来设置的。这些值告诉程序在终端的行数和列数。屏幕坐标从 0 开始，所以屏幕左上角是 0 行 0 列。屏幕右下角是 LINES - 1 行，COLS - 1 列。为了便于记忆，我的程序里把这些值分别设为了变量 maxlines 和 maxcols。

在屏幕上绘制文字的两个简单方法是 addch() 和 addstr() 函数。也可以使用相关的 mvaddch() 和 mvaddstr() 函数可以将字符放到一个特定的屏幕位置。我的程序在很多地方都用到了这些函数。首先程序绘制三个定义三角的点并标记为 "0"，"1" 和 "2"：

 mvaddch

(

y

[

0

],

x

[

0

],

"0"

);

 mvaddch

(

y

[

1

],

x

[

1

],

"1"

);

 mvaddch

(

y

[

2

],

x

[

2

],

"2"

);

为了绘制任意的一个初始点，程序做了类似的一个调用：

 mvaddch

(

yi

,

xi

,

"."

);

还有为了在谢尔宾斯基三角形递归中绘制连续的点：

     mvaddch

(

yi

,

xi

,

"*"

);

当程序完成之后，将会在屏幕左下角（在 maxlines 行，0 列）显示一个帮助信息：

 mvaddstr

(

maxlines

,

0

,

"Press any key to quit"

);

注意 curses 在内存中维护了一个版本的屏幕显示，并且只有在你要求的时候才会更新这个屏幕，这很重要。特别是当你想要向屏幕显示大量的文字的时候，这样程序会有更好的性能表现。这是因为 curses 只能更新在上次更新之后改变的这部分屏幕。想要让 curses 更新终端屏幕，请使用 refresh() 函数。

在我的示例程序中，我选择在“绘制”每个谢尔宾斯基三角形中的连续点时更新屏幕。通过这样做，用户可以观察三角形中的每次迭代。（LCTT 译注：由于 CPU 太快，迭代过程执行就太快了，所以其实很难直接看到迭代过程）

在退出之前，我使用 getch() 函数等待用户按下一个键。然后我调用 endwin() 函数退出 curses 环境并返回终端程序到一般控制。

 getch

();

 endwin

();

编译和示例输出

现在你已经有了你的第一个 curses 示例程序，是时候编译运行它了。记住 Linux 操作系统通过 ncurses 库来实现 curses 功能，所以你需要在编译的时候通过 -lncurses来链接——例如：

$

ls

getrandom_int

.

c  getrandom_int

.

h  triangle

.

c

$

gcc

-

Wall

-

lncurses

-

o triangle triangle

.

c getrandom_int

.

c

（LCTT 译注：此处命令行有问题，-lncurses 选项在我的 Ubuntu 16.04 系统 + gcc 4.9.3 环境下，必须放在命令行最后，否则找不到库文件，链接时会出现未定义的引用。）

在标准的 80x24 终端运行这个 triangle 程序并没什么意思。在那样的分辨率下你不能看见谢尔宾斯基三角形的很多细节。如果你运行终端窗口并设置非常小的字体大小，你可以更加容易地看到谢尔宾斯基三角形的不规则性质。在我的系统上，输出如图 1。

图 1. triangle 程序的输出

虽然迭代具有随机性，但是每次谢尔宾斯基三角形的运行看起来都会很一致。唯一的不同是最初绘制到屏幕的一些点的位置不同。在这个例子中，你可以看到三角形开始的一个小圆点，在点 1 附近。看起来程序接下来选择了点 2，然后你可以看到在圆点和“2”之间的星号。并且看起来程序随机选择了点 2 作为下一个随机数，因为你可以看到在第一个星号和“2”之间的星号。从这里开始，就不能继续分辨三角形是怎样被画出来的了，因为所有的连续点都属于三角形区域。

开始学习 ncurses

这个程序是一个怎样使用 curses 函数绘制字符到屏幕的简单例子。按照你的程序的需要，你可以通过 curses 做得更多。在下一篇文章中，我将会展示怎样使用 curses 让用户和屏幕交互。如果你对于学习 curses 有兴趣，我建议你去读位于 

Linux 文档计划

Linux Documentation Project

[2]

的 Pradeep Padala 写的 

NCURSES Programming HOWTO

[3]

。

关于作者

Jim Hall 是一个自由及开源软件的倡议者，他最有名的工作是 FreeDOS 计划，也同样致力于开源软件的可用性。Jim 是在明尼苏达州的拉姆齐县的首席信息官。

via: 

http://www.linuxjournal.com/content/getting-started-ncurses

作者：

Jim Hall

[5]

 译者：

leemeans

 校对：

wxy

本文由 

LCTT

 原创编译，

Linux中国

 荣誉推出

LCTT 译者
leemeans ?? ??共计翻译：

3

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