C语言创意编程：用趣味实例玩转底子语法（4）

0. 媒介

   📣按照国际惯例，首先声明：本文只是我自己学习的理解，固然参考了他人的宝贵见解及成果，但是内容大概存在不精确的地方。如果发现文中错误，盼望品评指正，共同进步。
  本文仍然是通过实例学习C语言，制止枯燥无味地学习。
1. 🌈 彩虹笔墨生成器

1.1 程序效果展示

这个程序能够在控制台中输出彩色笔墨，模仿彩虹效果，为普通的命令行界面增添视觉吸引力。

1.2 完整代码

1. #include <stdio.h>   
2. #include <windows.h>  
4. // 定义一个函数：打印彩虹色文本
5. void printRainbowText(const char* text)
6. {
7.     // 定义一组颜色代码（前景色）：
8.     // 红、浅红、黄、绿、蓝、紫、粉
9.     int colors[] = { 4,12,14,10,9,13,5 };
11.     for (int i = 0; text[i] != '\0'; i++)
12.     {
13.         // 获取控制台句柄，并设置当前字符的颜色，循环上面7种颜色
14.         SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), colors[i % 7]);
16.         putchar(text[i]);
17.     }
18. }
20. int main()
21. {
22.     // 定义一个字符数组，用于存储用户输入的文本（最大长度为 99）
23.     char text[100];
25.     printf("输入想要变成彩虹色的文字：");
27.     // 使用 fgets 读取一行输入，最多读取 sizeof(text) - 1 个字符
28.     // stdin 表示标准输入（键盘输入）
29.     fgets(text, sizeof(text), stdin);
31.     printRainbowText(text);
32.     return 0;
33. }

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1.3 关键技术详解

1.3.1 Windows控制台API

SetConsoleTextAttribute()是Windows API提供的控制台文本属性设置函数，可以改变文本颜色和背景色。我们通过GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE)获取标准输出句柄来操纵控制台。
1.3.2 颜色编码

Windows控制台使用特定的颜色编码：

• 4：红色
  
• 12：浅红色
  
• 14：黄色
  
• 10：绿色
  
• 9：蓝色
  
• 13：紫色
  
• 5：粉红色
  

通过循环使用这些颜色代码，我们实现了彩虹效果。
1.3.3 安全输入

使用fgets()而非scanf()读取用户输入，可以制止缓冲区溢出问题，是更安全的输入方式。
1.3.4 跨平台考虑

在Linux/macOS系统中，可以使用ANSI转义序列来实现类似效果，如\033[31m表示红色。
2. 🎵 浅易音乐播放器

2.1 程序效果展示

这个程序能够播放简单的音乐旋律，通过控制蜂鸣器频率来模仿不同音高的音符。

2.2 完整代码

1. #include<stdio.h>
2. #include<windows.h>
4. #define C4 262
5. #define D4 294
6. #define E4 330
7. #define F4 349
8. #define G4 392
9. #define A4 440
10. #define B4 494
12. void playNote(int frequency, int duration)
13. {
14.         Beep(frequency, duration);
15. }
17. int main()
18. {
19.         //小星星
20.         int melody[] = { C4,C4,G4,G4,A4,A4,C4,F4,F4,E4,E4,D4,D4,C4 };
21.         int durations[] = { 500,500,500,500,500,500,800,500,500,500,500,500,500,500 };
22.         printf("正在播放：小星星\n");
23.         for (int i = 0; i < 14; i++)
24.         {
25.                 playNote(melody[i], durations[i]);
26.         }
27.         return 0;
28. }

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2.3 关键技术详解

2.3.1 Windows Beep函数

Beep()是Windows API提供的简单声音函数，担当频率(Hz)和持续时间(ms)两个参数。它可以驱动主板蜂鸣器发出指定音高的声音。
2.3.2 音乐理论底子

程序中界说了基本音阶的频率：

• C4 (中音Do): 262Hz
  
• D4 (Re): 294Hz
  
• E4 (Mi): 330Hz
  
• F4 (Fa): 349Hz
  
• G4 (Sol): 392Hz
  
• A4 (La): 440Hz
  
• B4 (Si): 494Hz
  

2.3.3 数组应用

使用两个数组分别存储音符频率和持续时间，通过索引对应，实现了旋律和节奏的组合。
2.3.4 跨平台替换方案

在非Windows平台，可以使用sound()函数或第三方库如PortAudio来实现类似功能。
3. 🧮 斐波那契数列可视化

3.1 程序效果展示

这个程序不但计算斐波那契数列，还能以金字塔形式可视化数列的增长模式。

3.2 完整代码剖析

1. #include <stdio.h>
3. void printSpaces(int n) {
4.     for(int i = 0; i < n; i++) {
5.         printf(" ");
6.     }
7. }
9. int main() {
10.     int n;
11.     printf("输入斐波那契数列项数：");
12.     scanf("%d", &n);
13.    
14.     long long a = 0, b = 1;
15.     for(int i = 1; i <= n; i++) {
16.         printSpaces((n - i) * 3);
17.         for(int j = 0; j < i; j++) {
18.             printf("%6lld", b);
19.             long long next = a + b;
20.             a = b;
21.             b = next;
22.         }
23.         printf("\n");
24.     }
25.     return 0;
26. }

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3.3 关键技术详解

3.3.1 斐波那契算法

斐波那契数列界说为：F(0)=0, F(1)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)。程序使用迭代法计算，制止了递归的低效问题。
3.3.2 格式化输出

使用%6lld确保每个数字占据6个字符宽度，保持金字塔外形整洁。printSpaces()函数控制每行的缩进量。
3.3.3 大数处理

使用long long类型存储数列项，可以支持更大的数值范围，制止整数溢出。
3.3.4 可视化技巧

通过计算每行前的空格数目，实现了金字塔外形的排列，直观展示了数列的增长模式。
4. 总结

通过这三个全新的实例，我们学习了C语言的多个焦点概念：

• 系统API调用：控制台颜色控制、声音播放
  
• 数据结构：数组的应用与多维数据处理
  
• 算法计划：斐波那契数列的迭代实现
  
• 格式化输出：准确控制输出布局
  
• 类型选择：根据需求选择符合的变量类型
  

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