【编程DIY】一.几个有趣的小程序

系列前言
兴趣是最好的老师。本系列介绍一些非常容易上手编写的小程序，这些小程序给博主的学习之路带来了许多欢乐，特记录分享！

编程语言：C语言
编程环境：Visual Studio 2019

本篇预备知识

【C语言从青铜到王者】第零篇·与C语言来个约会

【C语言从青铜到王者】第一篇·详解分支与循环

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让程序“动起来”：标题浮现小程序

C语言还可以做动画？相信读到这的你会有点不可思议。今天就让我们来编写一个让标题逐渐浮现的小程序吧

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思路分析：
程序的思路是让标题逐渐出现，那我们就需要一行“***************”作为幕布，来遮掩我们的标题，然后把幕布的前后元素依次与标题的字符做交换，直至标题完全显现。
思路转化成代码：
我们需要两个等长的字符串，一个是我们的标题，一个是“幕布”，所以需要定义的变量就是两个字符串数组。由于需要使用数组，为了明确数组下标，我们先计算出数组元素个数，然后就可以确定左下标和右下标。再让两字符串最左和最右的元素分别交换。这样我们就打印出了这个动画的“每一帧”

然后我们介绍两个知识：一个是Sleep()函数，它的作用是让内容在屏幕上停留一段时间，括号内可以填数字代表停留的时间，单位是ms；另一个是系统命令system(“cls”)，cls是clean screen，意思是清空屏幕。Sleep函数的头文件是windows.h，system函数的头文件是stdlib.h，使用它们前都得先引用头文件

我们在每次打印出“一帧”的语句后使用sleep函数来让它停留一段时间和system(“cls”)来清空屏幕，这样就实现了动画的效果
给出原码：

#include
#include
#include
#include
int main()
{
	char arr1[] = "welcome to the world of C !";
	char arr2[] = "###########################";
	int left = 0;
	int right = strlen(arr1) - 1;
	while (left <= right)
	{
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		printf("%s\n", arr2);
		Sleep(200);
		system("cls");
		left++;
		right--;
	}
	printf("%s\n", arr2);
	return 0;
}
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模拟密码输入：输密码小程序

我们每天需要登录游戏，登录社交软件，登录银行账户…生活中输入密码的情况无处不在。今天就让我们来编写一个输入密码的小程序吧

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知识补充一：getchar和putchar

由于博主才疏学浅，在这里引用大佬的解释，真的是没有一句废话。我配了张图方便大家理解

getchar()
用于读取用户从键盘输入的单个字符，它有一个整型的返回值，当发生读取错误的时候，返回字符串EOF（整型值为-1），当读取正确的时候，它会返回用户从键盘输的第一个字符的ASCII码。
当程序调用getchar运行程序时，getchar就等着用户从按键输入,用户输入的字符被存放在键盘缓冲区中.直到用户按回车为止(回车字符\n也会被放在缓冲区中)，当用户键入回车之后，getchar才开始从输入流中每次读入一个字符，输入的字符不只一个的时候，后续的getchar调用不会等待用户按键,而直接读取缓冲区中的字符,直到缓冲区中的字符读完之后，才等待用户按键。
getchar函数输入数字也按字符处理。
单个的getchar函数输入多于一个字符时，只接收第一个字符。
putchar()
向终端输出一个字符。其格式为putchar(ch)，其中ch可以是被单引号（英文状态下）引起来的一个字符，可以是介于0~127之间的一个十进制整型数（包含0和127，超过127就不是ASCII码了)，也可以是事先用char定义好的一个字符型变量。
当c为一个被单引号（英文状态下）引起来的字符时，输出该字符（该字符也可为转义字符 ）。
当c为一个介于0~127（包括0及127）之间的十进制整型数时，它会被视为对应字符的ASCII代码，输出该ASCII代码对应的字符；
当c为一个事先用char定义好的字符型变量时，输出该变量所指向的字符。
当整型变量ch超出8位变量的范围时，ch则会变强制转化为8位变量（即取其低八位传过去输出），当为负数的时候，由于计算机存储负数是用补码表示的，所以传过去的二进制补码也被当做正数处理，也是取其低八位
getchar()和putchar()函数包含在头文件stdio.h中，使用时需先声明此头文件

原文连接：详解getchar和putchar

#include
int main()
{
	int ch = 0;
	ch = getchar();
	putchar(ch);
	return 0;
}
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运行效果就是：输入一个字符，按下回车，屏幕上会在下一行打印这个字符

• 小问题解答：为什么ch是整型变量却可以接收字符？
  我们可以看一下getchar函数到底长啥样的，右键getchar,选择转到定义
  
  可以看到getchar()的返回值是int
  

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使用代码清空缓冲区

在这里引出getchar的目的其实来学习编写一个非常常用的清空缓冲区的小程序：

	int tmp = 0;
	while ((tmp = getchar()) != '\n')
	{
		;
	}//清空缓冲区里的所有字符
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while后的条件是getchar获取的字符不是“换行/回车”时，就跳出循环，其他所有字符都执行循环
这个循环的循环体是一个“;”，这是啥？这表示的是一条空语句，也就是说我们啥都不干。所以这个循环的目的就是：getchar拉取缓冲区所有除了“回车”的字符，拉取到回车的时候跳出循环，由于回车是我们向缓冲区输入字符的终止命令，所以回车必然是缓冲区的最后一个字符。这样一来，就实现了清空缓冲区

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知识补充二：字符串比较函数strcmp

使用函数需要引用头文件string.h
语法是

strcmp (字符串1，字符串2）；

结果会返回整型值，
若字符串1和字符串2的每个字符都相等，则返回0；
若字符串1与字符串2不相等：
比较第一对不相等的字符的ASCII码值，谁的值大就代表哪个字符串大
若字符串1>字符串2，则返回正数；
若字符串1<字符串2，则返回负数。

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代码实现模拟输入密码

我们来编写一个模拟我们日常输入密码的小程序
程序的功能是这样的：我们先自己创建密码，然后确认密码，然后输入密码。有三次输入密码的机会，一次正确就跳出循环，如果都输错了就没有机会了。
思路分析：
我们需要进行三个步骤，一个是创建密码，一个是确认密码，一个是登录时输入密码
思路转化成代码：
首先考虑需要创建的变量，我们需要创建三个字符数组来存储这三次键入的密码。每次输入密码后需要比较密码，需要用到刚刚讲过的字符串比较函数，需要用到判断结构，字符串相等就说明密码正确，不等即错误。仅有三次输入密码的机会，需要用到循环结构，在次数为三的时候跳出循环。确认密码失败的时候要结束程序，使用goto语句直接跳转到程序末尾。每次输入密码时，为了保证读取的就是当前输入的东西，要使用刚刚讲的技巧清空缓冲区的字符。
给出原码：

#include
#include
int main()
{
	char password[20] = { 0 };
	printf("请创建初始密码：\n");
	scanf("%s", password);
	int tmp = 0;
	while ((tmp = getchar()) != '\n')
	{
		;
	}//清空缓冲区里的所有字符
	printf("请确认密码：\n");
	char password1[20] = { 0 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		scanf("%s", password1);
		if (strcmp(password, password1) == 0)
		{
			printf("确认密码正确，已自动储存\n");
			break;
		}
		else
		{
			printf("确认密码失败，请重新输入\n");
		}
	}
	if (i == 3)
	{
		printf("确认密码错误，退出程序\n");
		goto end;
	}
	int tmp1 = 0;
	while ((tmp1 = getchar()) != '\n')
	{
		;
	}
	printf("请输入密码：\n");
	char password2[20] = { 0 };
	int j = 0;
	for (j = 0; j < 3; j++)
	{
		scanf("%s", password2);
		if (strcmp(password, password2) == 0)
		{
			printf("登录成功!\n");
			break;
		}
		else
		{
			printf("密码错误，请重新输入：\n");
		}
	}
	if (i == 3)
	{
		printf("三次密码均错误，退出程序\n");
	}
end:
	return 0;
}
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人生第一款小游戏：猜数字小游戏

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知识补充三：时间戳与生成随机数

如何在C语言中生成一个随机数呢？我们可以直接调用库函数rand()，它的头文件是stdlib.h
来看一下效果：

#include
#include
int main()
{
	int a = rand();
	printf("%d", a);
}
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随机数是不是就生成成功了呢？并不是，当我们多次运行程序时，结果是：



这是为什么呢？
原来C语言规定使用rand()函数前必须先调用函数srand()函数来设置随机数的生成器，查阅库函数表可知srand()有参数，是unsigned int(无符号整型），我们随便输一个100进去，来看一下效果：

#include
#include
int main()
{
	srand(100);
	int a = rand();
	printf("%d", a);
}
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结果是365，和上面的41不一样了
当我们重复运行时



还是365？怎么又是一个确定的值了呢？我们试着改变一下srand的参数，比如输个200

#include
#include
int main()
{
	srand(200);
	int a = rand();
	printf("%d", a);
}
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结果是691，也就是说生成的数值会随着srand参数的变化而变化
那我们现在就需要一个不受人为控制的，不断的变化的数，来充当srand()的参数，这样就可以生成随机数了
在此引入时间戳的概念。时间戳是我们系统的时间转换出来的一个数字
给出网页链接，大家可以看看自己系统的时间是怎么转换成一个常数的（其实是现在的时间相较于你这台计算机出生的时间的差值，可以说是你这台计算机的年龄）

在线时间戳转换

那怎么用时间戳呢？时间戳的函数是time()，返回值是一个有符号整型,为了配合srand函数我们使用一下强制类型转换；time()有参数，但是我们这里不需要用，所以参数写NULL；time()有头文件，名为time.h

#include
#include
#include
int main()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	int a = rand();
	printf("%d", a);
}
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看一下结果：



我们终于生成了随机数！

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代码实现猜数字小游戏

游戏规则是这样的：
我们在程序中产生一个0-100之间的随机数，然后我们来不断猜它，猜大了就输出猜大了，猜小了就输出猜小了，最后看看谁猜的次数最少
思路分析：
我们刚刚已经知道了怎么产生随机数，现在要做的就只需要读取玩家输入的数字，和这个随机数不断作比较，我们再给出比较的结果提示就好了
思路转化成代码：
刚刚产生的随机数过大，我们需要的是生成1-100的随机数，我们将上面用时间戳生成的随机数对100取模，这样生成的随机数就是0-99了，然后再+1，这样范围就是1-100了：

#include
#include
#include
int main()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	int a = rand();
	int b = a % 100 + 1;
	printf("%d", b);
}
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在主程序里，为了让我们的游戏更有模有样，我们来打印一个菜单，使用函数来写放在主程序外部，这样主程序比较清晰。打印出菜单以后我们需要赋予菜单功能，所以需要定义一个变量存储玩家输入的1/0的指令，判断是否游玩需要用到选择结构，不断游玩需要用到循环结构。然后整个游戏的程序我们再定义一个函数game放在主程序外部
在game函数中，变量定义上，我们需要用刚刚产生随机数的方法来产生随机数，需要一个guess变量来存储玩家输入的数，比较玩家的数和随机数的大小需要用到选择结构，给出提示需要在每次判断后打印出提示语句。再一次游玩中，还需要定义一个变量num来记录猜数字的次数，每次猜错都要+1，加上最终猜对的那一次，一共需要（猜错次数+1次），所以变量初始化为1.每一次游玩结束，为了使用户体验更好，还可以穿插system(“cls”)语句来清空屏幕。
给出原码：

#include
#include
#include
#include
#include
void menu()
{
	printf("******************************\n");
	printf("********   1: play    ********\n");
	printf("******************************\n");
	printf("******************************\n");
	printf("********   0: exit    ********\n");
	printf("******************************\n");

}

void game()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	int a = rand();
	int b = a % 100 + 1;
	int guess = 0;
	int num = 1;
	while (1)
	{
		printf("请猜数字（1-100）：");
		scanf("%d", &guess);
		if (guess < b)
		{
			printf("猜小了\n");
			num++;
		}
		else if (guess > b)
		{
			printf("猜大了\n");
			num++;
		}
		else
		{
			printf("恭喜你，猜中啦！\n");
			printf("你一共用了%d次\n", num);
			break;
		}
	}
}
int main()
{
	int input = 0;
	menu();
	do
	{
		printf("请选择是否玩耍(1/0)：");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			system("cls");
			printf("猜数字游戏开始！\n");
			Sleep(2000);
			system("cls");
			game();

			break;
		case 0:
			Sleep(200);
			system("cls");
			printf("已退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，请重新选择\n");
			break;

		}
	} while (input);
}
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下面是游玩截图

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人生第一款“黑客”软件：强制关机小程序

知识补充四：调用系统命令行

我们的电脑（windows系统）有一个应用程序叫cmd——命令提示符。我们在这个提示符里输入一些指令，电脑就会自动的根据指令做出行动。
在程序中调用的语法是

system(“命令行内容”)；

system函数的头文件是stdlib.h
关机的命令行是shutdown -s -t 60
shutdown -s是设置关机，-t是倒计时，60是60秒
取消关机的命令行是shutdown -a

代码实现强制关机小程序

这个程序的要求是可以让电脑自动进入倒计时为一分钟的关机程序，如果用户输入“我是猪”，就可以结束关机
思路分析：
我们既然直接进入关机，那么就直接调用系统命令行输入命令即可。然后再用选择语句判断一下，如果用户很乖，确实输入的是“我是猪”，那就再次调用系统命令行输入终止关机的命令
思路转化成代码：
变量定义部分只需要一个变量来存储用户输入的内容，这个内容是汉字，我们需要使用字符串数组，数组长度给一个大一点的数（20就够了）。判断字符串是否是“我是猪”需要用到字符串比较函数strcmp()。如果用户不输入“我是猪”，就用goto跳转到scanf语句继续接受内容。

#include
#include
#include
int main()
{
	char input[20] = { 0 };
	system("shutdown -s -t 100");
	printf("同学，你的电脑将在100秒内关机\n");
again:
	printf("如果你输入：我是猪，就取消关机\n");
	scanf("%s", input);
	if (strcmp(input,"我是猪") == 0)
	{
		system("shutdown -a");
	}
	else
	{
		printf("不乖的话你的电脑就要关机了哦");
		goto again;
	}
	return 0;
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同学们可以自己和好朋友之间玩玩，也可以自己修改强制输入的内容。但是一定不要过火，分寸很重要哦！