21天C语言代码训练营(第七天)

上一篇中,我们学习了如果打印一年12个月日历,这段代码已经有一个小项目的样子了。最后留的练习题很多人邮件反馈说太难了,接下来的几篇中,我们通过这个练习题的讲解完成一个真正的小项目。

1. 题目分析

想要把12个月的日历打印成6行2列的形式是有难度的。由于printf只能按顺序在屏幕上打印,即使有回到上一行这样的光标移动方法,操作起来也比较复杂。而我们在计算每个月的日期时,是按顺序计算出的,不能两个月同时进行。因此,我们最直接的想到使用12个二维字符数组来保存每个月的日历内容,之后逐行打印。

这里的逐行打印指的是:

  • 打印一月份的第一行
  • 打印'\t'
  • 打印二月份的第一行
  • 打印'\n'
  • 打印月份的第二行
    ...

这个思路应该是最基本的实现方法。

2. 字符二维数组功能封装

2.1. 为什么要进行功能封装

在编码过程中,我们希望在设计功能的时候不用过多地思考细节。比如,在main函数中,我们希望只考虑整体程序流程的问题。

int main()
{
    // 变量初始化

    //  计算每个月的日历保存在二维数组中

    // 把二维数组内容打印在屏幕上

    return 0;
}

上面这段代码就是一个理想中的main函数。如果这里的每一个部分都只有一个函数,那么它的思路将会非常清晰。原则是,我们在考虑流程的时候,不要考虑具体的操作,如二维数组怎么使用,怎么遍历之类的。

要想做到这点就需要把这些具体的工作都用函数封装起来,这样在后期使用的时候只需要简单的函数调用即可。

这样做还有另一个好处,把功能相似的代码都抽象成了具体的函数,能够大大减少重复代码的几率,降低后期维护的难度。

这些都是程序设计中的经验之谈,初学者可能不太理解。希望大家先按照这些原则去做,今后代码写多了自然就会体会到它的好处了。

2.2. 字符串数组

C语言中,字符串处理是比较麻烦的,这一点大家肯定已经发行了。二维的字符数组就更加繁琐了。在C++中,有一个string类能够管理字符串,如果使用它,一个二维的字符数组就变成了一个一维的字符串数组。这样会简单很多。

我们首先就是要写一个类似于string的一组函数来帮我们管理字符串。

2.3. String的实现

#define BUF_SIZE 100

typedef struct _tagString
{
    char buf[BUF_SIZE];
    int len;
}String;

这里定义了一个名为String的结构体,它里面有两个元素:一个能保存100个字符的数组和一个整型变量,这个变量用来保存字符串长度。

我们再看看它的使用需要哪些函数。

void StringInit(String* pStr)
{
    pStr->buf[0] = 0;
    pStr->len = 0;
}

String初始化函数,把内部的的字符数组设为空,同时长度设为0。

void StringSet(String* pStr, char* pBuf)
{
    int i = 0;
    while (*pBuf != 0)
    {
        pStr->buf[i++] = *pBuf++;
    }

    pStr->buf[i] = 0;
    pStr->len = i;
}

这个函数把一个字符串pBuf复制给一个String结构体pStr。

char* StringGetBuffer(String* pStr)
{
    return pStr->pBuf;
}

这个函数帮我们得到String中的字符串指针。

void StringCopy(String* pDes, String* pSrc)
{
    StringSet(pDes, pSrc->buf);
}

这个函数复制把一个String pSrc复制到另一个String pDes,两个参数都是指向String类型的指针。

void StringAppend(String* pStr, char* pBuf)
{
    int i = pStr->len;

    while (*pBuf != 0)
    {
        pStr->buf[i++] = *pBuf++;
    }

    pStr->buf[i] = 0;
    pStr->len = i;
}

这个函数的功能是把字符串pBuf中的内容填写在String pStr之后。这是个非常有用的功能。

3. 代码文件

在实际项目中,我们建议把拥有独立功能的代码写成独立的文件。这样做有以下好处:

  • 多人协同工作时,方便模块划分和共同开发
  • 方便代码移植,同一份代码如果需要使用在多个项目中可以直接拷贝文件
  • 单个文件内容相对较小,方便维护

我们把String功能写在一组独立的文件中,一般是一个.h文件和一个.c文件。

3.1. 头文件

新建文件String.h,内容如下:

#ifndef STRING_H_INCLUDED
#define STRING_H_INCLUDED

#define BUF_SIZE 100

typedef struct _tagString
{
    char buf[BUF_SIZE];
    int len;
}String;

void StringInit(String* pStr);
void StringSet(String* pStr, char* pBuf);
char* StringGetBuffer(String* pStr);
void StringCopy(String* pDes, String* pSrc);
void StringAppend(String* pStr, char* pBuf);

#endif // STRING_H_INCLUDED

前两行和最后一行是为了保证这个头文件只被引用一次。假如在工程中有两处地方用到了#include "String.h",那么编译器会自动忽略掉后出现的一次,保证程序正确编译。

这个头文件包括两个部分,第一部分是结构体String的定义,第二部分是相关函数的声明。由于使用函数前需要先声明,因此把它放在头文件中,方便在调用时include的同时实现声明的工作。

那么我们的函数代码写在哪里呢?

3.2. 代码文件

新建文件String.c,代码如下:

#include "String.h"

void StringInit(String* pStr)
{
    pStr->buf[0] = 0;
    pStr->len = 0;
}

void StringSet(String* pStr, char* pBuf)
{
    int i = 0;
    while (*pBuf != 0)
    {
        pStr->buf[i++] = *pBuf++;
    }

    pStr->buf[i] = 0;
    pStr->len = i;
}

char* StringGetBuffer(String* pStr)
{
    return pStr->pBuf;
}

void StringCopy(String* pDes, String* pSrc)
{
    StringSet(pDes, pSrc->buf);
}

void StringAppend(String* pStr, char* pBuf)
{
    int i = pStr->len;

    while (*pBuf != 0)
    {
        pStr->buf[i++] = *pBuf++;
    }

    pStr->buf[i] = 0;
    pStr->len = i;
}

这里需要注意,在第一行中一定加入#include "String.h"这句话,否则会出现String类型不认识无法编译成功的情况。

3.3. 使用

在我们的主程序main.c中,加入#include "String.h"之后,我们就可以调用String相关的方法了。请看下面这个main.c文件。

#include <stdio.h>
#include "String.h"

int main(void)
{
    char a[] = "ABCDE";
    char b[] = "FGHIJ";

    String str;

    StringInit(&str);
    StringSet(&str, a);

    printf("%s\n", str.buf);

    StringAppend(&str, b);

    printf("%s\n", str.buf);

    return 0;
}

执行结果如下:

执行结果

你看懂了吗?

今天先讲到这里,请大家自己阅读多做练习。从今天起我们讲到的都是C语言知识的综合运用,如果有什么地方不懂的一定要先搞清楚再往下看,否则会越来越困惑。

我是天花板,让我们一起在软件开发中自我迭代。
如有任何问题,欢迎与我联系。


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