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程式碼雨實現原理與程式碼分析

閒來無事,好奇程式碼雨是怎麼實現的,早就聽說是利用連結串列,但自己卻想不出實現的思路,花了兩個晚上把程式碼看完了,分析都在程式碼裡,先看下效果吧。


在貼程式碼之前先簡單說下程式碼,方便讀者加深理解。

程式碼雨所用到的知識=簡單的windows api + C/C++的迴圈雙向單鏈表。

對,就是這麼簡單。當然讀者也不必掌握windows api,程式碼都有註釋,如果讀者想理解的更深入的,可以百度下,我們主要的目的是理解程式碼雨的實現思路和邏輯結構。

#include <windows.h>

#define ID_TIMER 1
#define STRMAXLEN 25 //一個顯示列的最大長度
#define STRMINLEN 8 //一個顯示列的最小長度
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

//////////////////////////////////////////////////////////////////

typedef struct tagCharChain //整個當作螢幕的一個顯示列,這是個雙向列表
{
	struct tagCharChain *prev; //連結串列的前個元素
	TCHAR ch; //一個顯示列中的一個字元
	struct tagCharChain *next; //連結串列的後個元素
}CharChain, *pCharChain;

typedef struct tagCharColumn
{
	CharChain *head, *current, *point;
	int x, y, iStrLen; //顯示列的開始顯示的x,y座標,iStrLen是這個列的長度
	int iStopTimes, iMustStopTimes; //已經停滯的次數和必須停滯的次數,必須停滯的次數是隨機的,其實就是每列的速度,速度=計時器大小*iMustStopTimes。
}CharColumn, *pCharColumn;

int main(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
	static TCHAR szAppName[] = TEXT("matrix");
	HWND hwnd;//視窗控制代碼
	MSG msg;//
	WNDCLASS wndclass;
	wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
	wndclass.lpfnWndProc = WndProc;
	wndclass.cbClsExtra = 0;
	wndclass.cbWndExtra = 0;
	wndclass.hInstance = hInstance;
	wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
	wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
	wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(BLACK_BRUSH);
	wndclass.lpszMenuName = NULL;
	wndclass.lpszClassName = szAppName;

	if (!RegisterClass(&wndclass))
	{
		MessageBox(NULL, TEXT("此程式必須執行在NT下!"), szAppName, MB_ICONERROR);
		return 0;
	}

	hwnd = CreateWindow(szAppName, NULL, WS_DLGFRAME | WS_THICKFRAME | WS_POPUP, 0, 0, GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN), GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN),
		NULL, NULL, hInstance, NULL);

	ShowWindow(hwnd, SW_SHOWMAXIMIZED); //最大化顯示
	UpdateWindow(hwnd);
	ShowCursor(FALSE); //隱藏滑鼠游標
	srand((int)GetCurrentTime()); //初始化隨機數發生器

	while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
	{
		TranslateMessage(&msg);
		DispatchMessage(&msg);
	}

	ShowCursor(TRUE); //顯示滑鼠游標
	return msg.wParam;
}

TCHAR randomChar() //隨機字元產生函式
{
	return (TCHAR)(rand() % (126 - 33) + 33); //33到126之間
}

int init(CharColumn *cc, int cyScreen, int x) //初始化,cyScreen螢幕高度
{
	int j;
	cc->iStrLen = rand() % (STRMAXLEN - STRMINLEN) + STRMINLEN; //顯示列的長度
	cc->x = x + 3; //顯示列的開始顯示的x座標
	cc->y = rand() % 3 ? rand() % cyScreen : 0; //顯示列的開始顯示的y座標
	cc->iMustStopTimes = rand() % 6;//cc->iMustStopTimes = rand()%(200-100)+100;讀者可以把速度調慢點,我調的是1s~2s,注意此時計時器需要調為10ms
	cc->iStopTimes = 0;
	cc->head = cc->current =(pCharChain)calloc(cc->iStrLen, sizeof(CharChain)); //分配連續iStrLen個CharChain型別空間

	for (j = 0; j<cc->iStrLen - 1; j++)//遍歷 iStrLen-1 次
	{
		cc->current->prev = cc->point; //cc->point一個顯示列的前個元素
		cc->current->ch = '\0';
		cc->current->next = cc->current + 1; //cc->current+1一個顯示列的後個元素
		cc->point = cc->current++; //cc->point = cc->current; cc->current++;
	}
	cc->current->prev = cc->point; //最後一個節點
	cc->current->ch = '\0';
	cc->current->next = cc->head;
	cc->head->prev = cc->current; //頭節點的前一個為此鏈的最後一個元素

	cc->current = cc->point = cc->head; //free掉申請的記憶體要用current當引數
	cc->head->ch = randomChar(); //對連結串列頭的元素填充

	return 0;
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	HDC hdc;

	//j 為一個顯示鏈中除連結串列頭外的在螢幕上顯示的y座標,temp綠色過度到黑色之用
	//ctn 用來確定一個顯示鏈是否向下前進,如果等待次數超過必須等待的次數,ctn就代表要向下前進
	int i, j, temp, ctn;
	static HDC hdcMem;
	HFONT hFont;
	static HBITMAP hBitmap;
	static int cxScreen, cyScreen; //螢幕的寬度 高度.
	static int iFontWidth = 10, iFontHeight = 15, iColumnCount; //字型的寬度 高度, 列數
	static CharColumn *ccChain;

	switch (message)
	{
	//系統給訊息處理程式傳送的訊息,每次視窗建立,有且只有1個WM_CREATE訊息,所以只執行1次,可以在這裡初始化滾動條,獲取字型寬度、高度,建立子視窗、控制元件等等
	case WM_CREATE:
		cxScreen = GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN); //螢幕寬度
		cyScreen = GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN); //螢幕高度

		//hwnd呼叫,計時器命名為ID_TIMER,時間間隔10ms。給讀者一個小技巧,因為10ms太小,讀者難免很難發現玄機,所以建議讀者在理解程式碼時將時間改為1000ms
		SetTimer(hwnd, ID_TIMER, 10, NULL);
		hdc = GetDC(hwnd);
		hdcMem = CreateCompatibleDC(hdc);
		hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hdc, cxScreen, cyScreen);
		SelectObject(hdcMem, hBitmap);
		ReleaseDC(hwnd, hdc);

		//建立字型
		hFont = CreateFont(iFontHeight, iFontWidth - 5, 0, 0, FW_BOLD, 0, 0, 0, DEFAULT_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS,
			DRAFT_QUALITY, FIXED_PITCH | FF_SWISS, TEXT("Fixedsys"));

		SelectObject(hdcMem, hFont);
		DeleteObject(hFont);

		SetBkMode(hdcMem, TRANSPARENT); //設定背景模式為透明
		iColumnCount = cxScreen / (iFontWidth * 3 / 2); //螢幕所顯示字母雨的列數
		ccChain = (pCharColumn)calloc(iColumnCount, sizeof(CharColumn));

		for (i = 0; i < iColumnCount; i++)
			init(ccChain + i, cyScreen, (iFontWidth * 3 / 2)*i);
		return 0;

	//計時器間隔10ms,該訊息每隔10ms觸發一次
	case WM_TIMER:
		hdc = GetDC(hwnd);
		PatBlt(hdcMem, 0, 0, cxScreen, cyScreen, BLACKNESS); //將記憶體裝置映像刷成黑色,不理解含義可以註釋此句再執行,對比一下即可

		for (i = 0; i<iColumnCount; i++)
		{
			ctn = (ccChain + i)->iStopTimes++ >(ccChain + i)->iMustStopTimes;

			(ccChain + i)->point = (ccChain + i)->head; //point用於遍歷整個顯示列

			SetTextColor(hdcMem, RGB(255, 255, 255));//第一個字元顯示為白色
			TextOut(hdcMem, (ccChain + i)->x, (ccChain + i)->y, &((ccChain + i)->point->ch), 1);

			j = (ccChain + i)->y;
			(ccChain + i)->point = (ccChain + i)->point->next;
			//遍歷整個顯示列,將這個顯示列裡的字元從下往上顯示
			temp = 0; //temp綠色過度到黑色之用

		    //注意第二個判斷條件,init函式裡除了head節點,其他節點都是'\0',正是第二個判斷才給我們執行起初字母是一個一個增多的效果,讀者可以換成下面的句子執行看看
			//while ((ccChain + i)->point != (ccChain + i)->head)
			while ((ccChain + i)->point != (ccChain + i)->head && (ccChain + i)->point->ch)
			{
				SetTextColor(hdcMem, RGB(0, 255 - (255 * (temp++) / (ccChain + i)->iStrLen), 0));
				TextOut(hdcMem, (ccChain + i)->x, j -= iFontHeight, &((ccChain + i)->point->ch), 1);
				(ccChain + i)->point = (ccChain + i)->point->next;
			}

			if (ctn)
				(ccChain + i)->iStopTimes = 0;
			else
				continue;

			(ccChain + i)->y += iFontHeight; //下次開始顯示的y座標 為當前的y座標加上一個字元的高度

			//如果開始顯示的y座標減去 整個顯示列的長度超過了螢幕的高度
			if ((ccChain + i)->y - (ccChain + i)->iStrLen*iFontHeight > cyScreen)
			{
				free((ccChain + i)->current);
				init(ccChain + i, cyScreen, (iFontWidth * 3 / 2)*i);
			}

			//連結串列的頭 為此連結串列的前個元素,因為下次開始顯示的時候 就相當於在整個顯示列的開頭添加個元素,然後再開始往上顯示
			(ccChain + i)->head = (ccChain + i)->head->prev;
			(ccChain + i)->head->ch = randomChar();
		}

		BitBlt(hdc, 0, 0, cxScreen, cyScreen, hdcMem, 0, 0, SRCCOPY);
		ReleaseDC(hwnd, hdc);
		return 0;

	case WM_RBUTTONDOWN:
		KillTimer(hwnd, ID_TIMER);
		return 0;

	case WM_RBUTTONUP:
		SetTimer(hwnd, ID_TIMER, 10, NULL);
		return 0;

	//處理善後工作
	case WM_KEYDOWN: //任意鍵退出
	case WM_LBUTTONDOWN: //點選滑鼠退出
	case WM_DESTROY:
		KillTimer(hwnd, ID_TIMER);
		DeleteObject(hBitmap);
		DeleteDC(hdcMem);

		for (i = 0; i<iColumnCount; i++)
			free((ccChain + i)->current);
		free(ccChain);
		PostQuitMessage(0);
		return 0;
	}

	return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
}

網上的程式碼都是一大抄啊,倒是沒有發現幾個人能把程式碼註釋整理的清楚的,分析都在註釋裡,講的很清楚,程式碼有點長,讀者要耐心,其實一點都不難。如果存有疑問,可以底下留言。