Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

Программа с использованием curses выполнит множество вызовов функций вывода на логический экран, возможно, перемещая курсор по всему экрану для того, чтобы достичь нужной позиции вывода текста или рисования линий и рамок. На каком-то этапе пользователю потребуется увидеть весь этот вывод. Когда это произойдет (обычно во время вызова функции refresh), библиотека curses найдет оптимальный способ формирования физического экрана, соответствующего логическому. Применяя нужные характеристики терминала и оптимизируя перемещения курсора, curses часто обновляет экран, выводя гораздо меньше символов по сравнению со всеми операциями записи на экран, если бы они выполнялись немедленно.

Макет логического экрана — это символьный массив, упорядоченный по строкам и столбцам, с начальной позицией экрана (0, 0) в левом верхнем углу (рис. 6.1).

Рис. 6.1

Во всех функциях библиотеки curses применяются координаты со значением у (строки) перед значением х (столбцы). Каждая позиция хранит не только символ, расположенный в этом месте экрана, но и его атрибуты. Атрибуты, которые можно отобразить, зависят от физических характеристик терминала, но, как правило, они включают жирное начертание и подчеркивание символа. На консолях Linux вам также доступны негативное изображение и цвет, о которых речь пойдет далее в этой главе.

Поскольку библиотека curses нуждается в создании и удалении некоторых временных структур данных, все программы с использованием curses должны инициализировать библиотеку перед применением и затем разрешить ей восстановить первоначальные установки после ее применения. Делается это с помощью вызовов пары функций: initscr и endwin (упражнение 6.1).

Упражнение 6.1. Программа с использованием curses, выводящая приветствие

В этом примере вы напишите очень простую использующую curses программу screen1.c, чтобы показать эти и другие базовые функции в действии. Далее будут описаны их прототипы.

1. Вставьте заголовочный файл curses.h и в функцию main, включите вызовы для инициализации и возврата в исходное состояние библиотеки curses:

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <curses.h>

int main() {

 initscr();

 ...

 endwin();

 exit(EXIT_SUCCESS);

}

2. Внутрь поместите код для перемещения курсора в точку (5, 15) на логическом экране, выведите приветствие "Hello World" и обновите реальный экран. В заключение примените вызов sleep(2) для того, чтобы приостановить выполнение программы на две секунды и просмотреть вывод на экран перед ее завершением:

move(5, 15);

printw("%s", "Hello World");

refresh();

sleep(2);

Пока программа выполняется, вы видите фразу "Hello World" в левом верхнем квадранте пустого экрана (рис. 6.2).

Рис. 6.2

Как это работает

Эта программа инициализирует библиотеку curses, перемещает курсор в заданную точку экрана и отображает некоторый текст. После короткой паузы она закрывает библиотеку и завершается.

Экран

Как: вы уже видели, все программы с использованием curses должны начинаться с вызова функции initscr и заканчиваться вызовом функции endwin. Далее приведены их описания из заголовочного файла.

#include <curses.h>

WINDOW *initscr(void);

int endwin(void);

Функция initscr должна вызываться только один раз в каждой программе. В случае успешного завершения она возвращает указатель на структуру stdscr. Если функция заканчивается аварийно, она просто выводит диагностическое сообщение об ошибке и вызывает завершение программы.

Функция endwin возвращает константу OK в случае успешного завершения и err в случае неудачи. Вы можете вызвать ее для того, чтобы покинуть curses, а позже возобновить функционирование библиотеки curses, вызвав clearok(stdscr, 1) и refresh. Это позволит библиотеке совершенно забыть, как выглядит физический экран, и заставит ее выполнить полное обновление экрана.

Вывод на экран

Для обновления экрана предоставляется несколько базовых функций.

#include <curses.h>

int addch(const chtype char_to_add);

int addchstr(chtype *const string_to_add);

int printw(char *format, ...);

int refresh(void);

int box(WINDOW *win_ptr, chtype vertical_char, chtype horizontal_char);

int insch(chtype char_to_insert);

int insertln(void);

int delch(void);

int deleteln(void);

int beep(void);

int flash(void);

У библиотеки curses есть свой символьный тип данных chtype, который может содержать больше разрядов, чем стандартный тип char. В стандартной версии ncurses для ОС Linux chtype на самом деле — синоним стандартного типа unsigned long.

Функции addch и addchstr вставляют заданные символ или строку в текущую позицию на экране. Функция printw форматирует строку так же, как функция printf, и помещает в текущую позицию на экране. Функция refresh вызывает обновление физического экрана, возвращая OK в случае успеха и ERR при возникновении ошибки. Функция box позволяет нарисовать рамку вокруг окна.

Примечание

В стандартной библиотеке curses вы можете применять только "обычные" символы для рисования горизонтальных и вертикальных линий. В расширенной версии библиотеки можно использовать два определения, ASC_VLINE и ACS_HLINE, для вывода символов вертикальных и горизонтальных линий соответственно, которые позволят нарисовать внешне более привлекательную рамку. Для этого ваш терминал должен поддерживать символы псевдографики. Обычно они лучше отображаются в окне эмулятора xterm, чем на стандартной консоли, но их поддержка полна корректировок или "заплат", поэтому мы полагаем, что вы откажетесь от их применения, если важна переносимость вашей программы.

Функция insch вставляет символ, сдвигая имеющиеся символы вправо. При этом не определено, что произойдет в конце строки, результат зависит от используемого терминала. Функция insertln вставляет пустую строку, перемещая имеющиеся строки на одну вниз. Функции delch и deleteln аналогичны функциям insert.

Для получения звука можно вызвать функцию beep. Немногие терминалы не способны издавать звуки, в этом случае некоторые установки библиотеки curses при вызове beep заставят экран мигать. Если вы работаете в густонаселенном офисе и звуковые сигналы могут издавать многие компьютеры, возможно, вы сочтете мигание предпочтительным режимом. Как и ожидалось, функция flash вызывает мигание экрана, если это невозможно, она попробует заставить терминал издать звуковой сигнал взамен.

Считывание с экрана

Вы можете считывать символы с экрана, хотя эта функциональная возможность применяется нечасто, поскольку гораздо легче отслеживать то, что выводится. Если вам все-таки это потребуется, выполняйте считывание с помощью следующих функций:

#include <curses.h>

chtype inch(void);

int instr(char *string);

int innstr(char *string, int number_of_characters);

Функция inch должна быть всегда доступна, а функции instr и innstr не всегда поддерживаются. Функция inch возвращает символ из текущей позиции курсора на экране и данные о его атрибутах. Обратите внимание на то, что функция возвращает значение не char, a chtype, в то время как функции instr и innstr пишут в массивы с элементами типа char.

Очистка экрана

Существует четыре основных способа очистки области экрана:

#include <curses.h>

int erase (void);

int clear(void);

int clrtobot(void);

int clrtoeol(void);

Функция erase записывает пробелы во все позиции экрана. Функция clear, как и erase, очищает экран, но вызывает перерисовку экрана с помощью внутреннего вызова низкоуровневой функции clearok, которая выполняет последовательность очистки экрана и новое отображение экрана при следующем вызове refresh.

Функция clear обычно применяет команду терминала, которая очищает весь экран, а не пытается стереть текущие непробельные символы во всех точках экрана. Это делает функцию clear надежным средством очистки экрана. Сочетание функции clear с последующей функцией refresh может обеспечить удобную команду перерисовки экрана в том случае, когда изображение на экране беспорядочно или испорчено каким-либо образом.