2024-2025-1 20241329 《计算机基础与程序设计》第十四周学习总结

作业信息

作业归属课程：2024-2025-1-计算机基础与程序设计
作业要求：2024-2025-1计算机基础与程序设计第十四周作业
作业目标：《C语言程序设计》第13-14章
作业正文：2024-2025-1 20241329 《计算机基础与程序设计》第十四周学习总结

教材学习内容总结

《C语言程序设计》第13章

1. 二进制文件和文本文件

• 概念

  • 文本文件：文本文件是一种字符流文件，它的内容是由字符组成的。在文本文件中，每个字符以ASCII码或其他字符编码的形式存储。例如，数字字符'1'在文本文件中存储的是其ASCII码值（十进制为49）。文本文件便于人类阅读和编辑，通常可以用文本编辑器直接打开查看内容。
  • 二进制文件：二进制文件是按照数据在内存中的存储形式原样存储的文件。它可以存储各种类型的数据，如整数、浮点数、结构体等，以二进制形式存储的数据更加紧凑，占用空间可能更小，但对于人类来说通常是不可读的，需要特定的程序来解析其内容。

• 存储方式对比

  • 对于整数1234，在文本文件中，它会被存储为字符'1'、'2'、'3'、'4'对应的ASCII码值，占用4个字节（假设ASCII编码）；而在二进制文件中，如果是32位整数，它会按照整数的二进制表示存储，占用4个字节，存储的是二进制数据00000100 11010010 00000011 00000001（假设采用小端序存储）。

2. 文件的打开和关闭

• 文件打开函数fopen

  • 语法：FILE *fp; fp = fopen("文件名","文件打开方式");。如，FILE *fp; fp = fopen("test.txt","r");以只读方式打开名为test.txt的文件。
  • 文件打开方式：
    • r（只读）：用于打开文本文件进行读取操作。如果文件不存在，打开操作会失败。
    • w（只写）：用于打开文本文件进行写入操作。如果文件不存在，则创建一个新文件；如果文件存在，则清空文件内容。
    • a（追加）：用于打开文本文件进行追加写入操作。如果文件不存在，则创建一个新文件；如果文件存在，则在文件末尾添加内容。
    • rb、wb、ab：分别用于二进制文件的只读、只写、追加操作。
    • r +、w +、a +：用于读写操作，r +打开文件用于读写，文件必须存在；w +创建新文件用于读写或清空现有文件用于读写；a +打开文件用于读写，在文件末尾追加写入。对应的二进制文件读写方式为rb +、wb +、ab +。
  • 该函数返回一个指向FILE结构的指针，打开文件失败则返回NULL。

• 文件关闭函数fclose

  • 语法：fclose(fp);，其中fp是文件指针。例如，如果已经打开了一个文件指针fp，使用fclose(fp);来关闭文件。关闭文件非常重要，它可以释放文件资源，避免数据丢失等问题。如果不关闭文件，可能会导致缓冲区数据未写入文件，并且会占用系统资源。

3. 按字符读写文件

• 字符读取函数fgetc
  • 语法：int c; c = fgetc(fp);，其中fp是文件指针。它从指定的文件中读取一个字符，并返回读取到的字符的ASCII码值。如果遇到文件末尾，返回EOF（EOF是一个在<stdio.h>中定义的常量，通常值为 - 1）。如，可以用以下代码读取一个文本文件的内容并输出到控制台：

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    int c;
    fp = fopen("test.txt","r");
    if(fp == NULL)
    {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    while((c = fgetc(fp))!= EOF)
    {
        putchar(c);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

• 字符写入函数fputc
  • 语法：fputc(int c, FILE *fp);，其中c是要写入的字符（以ASCII码值形式），fp是文件指针。如，以下代码将字符串Hello写入一个文本文件：

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt","w");
    if(fp == NULL)
    {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    fputc('H',fp);
    fputc('e',fp);
    fputc('l',fp);
    fputc('l',fp);
    fputc('o',fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

4. 按格式读写文件

• 格式化读取函数fscanf
  • 语法：fscanf(fp,"格式控制字符串",变量地址列表);，其中fp是文件指针。它从文件中按照指定的格式读取数据并存储到对应的变量中。如，文件data.txt中存储了两个整数10 20，可以用以下代码读取：

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    int num1, num2;
    fp = fopen("data.txt","r");
    if(fp == NULL)
    {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    fscanf(fp,"%d %d",&num1,&num2);
    printf("读取的两个数为：%d %d\n",num1,num2);
    fclose(fp);
    return 0;
}

• 格式化写入函数fprintf
  • 语法：fprintf(fp,"格式控制字符串",变量列表);，其中fp是文件指针。它将按照指定的格式把变量的值写入文件。如，将两个整数写入文件：

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    int num1 = 30, num2 = 40;
    fp = fopen("newdata.txt","w");
    if(fp == NULL)
    {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    fprintf(fp,"%d %d",num1,num2);
    fclose(fp);
    return 0;
}

5. 按数据块读写文件

• 数据块读取函数fread
  • 语法：size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp);。其中ptr是指向存储读取数据的内存缓冲区的指针；size是每个数据块的大小（单位为字节）；count是要读取的数据块数量；fp是文件指针。如，读取一个结构体数组的数据到内存中：

#include <stdio.h>
struct Student
{
    char name[20];
    int age;
};
int main()
{
    FILE *fp;
    struct Student students[3];
    fp = fopen("students.bin","rb");
    if(fp == NULL)
    {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    fread(students, sizeof(struct Student),3,fp);
    fclose(fp);
    // 可以在这里对读取的学生数据进行处理
    return 0;
}

• 数据块写入函数fwrite
  • 语法：size_t fwrite(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *fp);。其中ptr是指向要写入文件的数据的内存缓冲区的指针；size是每个数据块的大小（单位为字节）；count是要写入的数据块数量；fp是文件指针。如，将一个结构体数组的数据写入二进制文件：

#include <stdio.h>
struct Student
{
    char name[20];
    int age;
};
int main()
{
    FILE *fp;
    struct Student students[3] = {{"张三",20},{"李四",21},{"王五",22}};
    fp = fopen("students.bin","wb");
    if(fp == NULL)
    {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }
    fwrite(students, sizeof(struct Student),3,fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

《C语言程序设计》第14章

1. 动画的基本原理：

• 动画是通过快速连续显示多帧图像，利用人眼的视觉暂留现象，产生动态效果的技术。
• 在C语言中，动画的实现通常依赖于定时器来控制帧率，以及使用图形库来绘制和更新图像。

2. 迷宫游戏：

• 迷宫游戏的设计包括迷宫的生成、玩家的移动逻辑和游戏界面的实现。
• 迷宫可以通过二维数组来设计，数组中的每个元素代表迷宫的一个单元格，可以是墙壁、路径、起点或终点。
• 玩家的移动需要处理用户输入，并更新玩家在迷宫中的位置，同时检查是否碰到墙壁。
• 游戏的逻辑还包括检查玩家是否到达出口，以及游戏的开始和结束条件。

3. Flappy bird游戏：

• Flappy bird是一个简单的2D游戏，玩家通过点击来控制小鸟跳跃，以避开障碍物。
• 游戏的核心机制包括小鸟的重力模拟、跳跃逻辑和障碍物的生成与移动。
• 游戏的实现需要图形库来绘制游戏元素，以及处理用户输入（如点击事件）。
• 游戏难度可以通过调整障碍物的间距、高度和移动速度来实现。

基于AI的学习

参考资料

• 《C语言程序设计》