20241313刘鸣宇《计算机基础与程序设计》第14周学习总结

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教材学习内容总结

《C语言程序设计》第13章-文件操作

1. 文件的基本概念
   文件的定义：文件是存储在外部介质（如硬盘、光盘等）上的数据集合。在 C 语言中，文件可视为一个字节流或字符序列。
   文件的分类
   文本文件：以字符的 ASCII 码形式存储数据，每个字符对应一个字节。例如，整数 123 在文本文件中存储为 '1'、'2'、'3' 三个字符的 ASCII 码值，占用三个字节。
   二进制文件：数据按其在内存中的存储形式原样存放在文件中。同样是整数 123，在二进制文件中以其二进制形式（假设为 4 字节存储系统，00000000 00000000 00000000 01111011）存储，仅占用 4 字节。
2. 文件指针
   定义：FILE 是 C 语言标准库定义的结构体类型，用于存放文件的相关信息，如文件当前读写位置、缓冲区状态等。文件指针是指向 FILE 类型结构体的指针变量，用于对文件进行各种操作。
   声明方式：FILE *fp; ，这里 fp 就是一个文件指针。
3. 文件的打开与关闭
   文件打开函数 fopen()
   函数原型：FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
   参数说明：filename 是要打开文件的文件名（包含路径，若不写路径则默认在当前工作目录）；mode 是文件打开方式，如 "r"（只读）、"w"（只写，若文件存在则清空，不存在则创建）、"a"（追加，在文件末尾添加内容，不存在则创建）、"rb"（以二进制方式只读）、"wb"（以二进制方式只写）等。
   返回值：成功打开文件返回文件指针，否则返回 NULL。例如：
   c
   FILE *fp = fopen("test.txt", "r");
   if (fp == NULL) {
   perror("Failed to open file");
   return 1;
   }
   文件关闭函数 fclose()
   函数原型：int fclose(FILE *stream);
   参数说明：stream 是要关闭的文件指针。
   返回值：成功关闭返回 0，否则返回 EOF（通常为 -1）。关闭文件可释放系统资源，确保数据完整写入。例如：fclose(fp);
4. 文件的读写操作
   字符读写函数
   fgetc()：从指定文件读取一个字符。int fgetc(FILE *stream);，返回读取的字符（以 int 类型表示，便于处理文件结束标志 EOF），若到达文件末尾或出错返回 EOF。例如：
   c
   int ch;
   while ((ch = fgetc(fp))!= EOF) {
   putchar(ch);
   }
   fputc()：向指定文件写入一个字符。int fputc(int c, FILE *stream);，成功写入返回写入的字符，失败返回 EOF。例如：fputc('A', fp);
   字符串读写函数
   fgets()：从指定文件读取一行字符串。char *fgets(char *str, int num, FILE *stream);，str 为存放读取字符串的数组，num 是要读取的最大字符数（包括字符串结束符 '\0'）。成功读取返回 str，到达文件末尾或出错返回 NULL。例如：
   c
   char buffer[100];
   while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)!= NULL) {
   printf("%s", buffer);
   }
   fputs()：向指定文件写入一个字符串（不包括字符串结束符 '\0'）。int fputs(const char *str, FILE *stream);，成功写入返回非负整数，失败返回 EOF。例如：fputs("Hello, World!", fp);
   格式化读写函数
   fscanf()：从指定文件按指定格式读取数据。int fscanf(FILE *stream, const char *format,...);，与 scanf() 类似，只是数据来源是文件。例如：
   c
   int num;
   fscanf(fp, "%d", &num);
   fprintf()：向指定文件按指定格式写入数据。int fprintf(FILE *stream, const char *format,...);，与 printf() 类似，只是输出目标是文件。例如：fprintf(fp, "The number is %d", num);
   数据块读写函数
   fread()：从指定文件读取数据块。size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);，ptr 为存放读取数据的内存地址，size 是每个数据项的大小（字节数），nmemb 是数据项的个数。返回成功读取的数据项个数。常用于读取二进制文件，例如读取一个结构体数组：
   c
   struct Student {
   char name[50];
   int age;
   };
   struct Student students[10];
   size_t count = fread(students, sizeof(struct Student), 10, fp);
   fwrite()：向指定文件写入数据块。size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);，参数含义与 fread() 类似，返回成功写入的数据项个数。例如写入一个结构体数组：
   c
   struct Student student = {"John", 20};
   fwrite(&student, sizeof(struct Student), 1, fp);
5. 文件的定位操作
   fseek()：用于移动文件指针到指定位置。int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
   参数说明：offset 是偏移量，可正可负；whence 是起始位置，取值 SEEK_SET（文件开头）、SEEK_CUR（当前位置）、SEEK_END（文件末尾）。例如，将文件指针从文件开头向后移动 10 个字节：fseek(fp, 10, SEEK_SET);
   ftell()：获取文件指针当前位置。long ftell(FILE *stream);，返回文件指针相对于文件开头的字节偏移量，出错返回 -1L。例如：long pos = ftell(fp);
   rewind()：将文件指针重新定位到文件开头。void rewind(FILE *stream);，相当于 fseek(fp, 0, SEEK_SET);
6. 文件操作的错误处理
   ferror()：用于检测文件操作过程中是否发生错误。int ferror(FILE *stream);，若发生错误返回非零值，否则返回 0。例如，在每次文件操作后可通过检查 ferror(fp) 判断是否出错。
   clearerr()：清除文件错误标志。void clearerr(FILE stream);，当文件操作出错后，可调用此函数清除错误标志，以便后续操作能正常进行。
   第14章-简单的游戏设计
   一、游戏设计基础思路
   确定游戏目标与规则
   明确玩家在游戏中要达成的任务，如在猜数字游戏中，目标是猜出程序预设的数字。规则可能包括猜测次数限制、提示方式（如猜大了或猜小了）等。在井字棋游戏里，目标是率先让自己的棋子在横、竖或斜向连成一线，规则涉及轮流落子、棋盘边界限制等。
   这些目标和规则是游戏设计的核心，决定了游戏的玩法和趣味性。
   规划游戏流程
   通常游戏开始时要进行初始化，如初始化游戏数据、设置初始场景等。以贪吃蛇游戏为例，要初始化蛇的位置、长度、食物位置等。
   接着进入游戏主循环，在循环中不断获取玩家输入、更新游戏状态、检测游戏结束条件。例如在俄罗斯方块游戏中，主循环里要处理方块的下落、玩家的旋转与移动操作，同时检测方块是否触底或填满一行等结束条件。
   游戏结束后，可能需要显示游戏结果，如得分、是否胜利等信息。
   二、游戏设计常用技术
   随机数生成
   C 语言通过<stdlib.h>库中的rand()函数生成随机数。rand()函数返回一个介于 0（包括）和RAND_MAX（通常是一个较大的整数，如 32767）之间的伪随机整数。
   例如在猜数字游戏中，可用rand() % 100生成 0 到 99 之间的随机数作为要猜测的数字。为使每次运行程序生成不同的随机序列，常使用srand()函数设置随机数种子，如srand(time(NULL))，利用系统时间作为种子，保证每次运行时种子不同。
   输入处理
   使用getchar()函数获取单个字符输入，常用于简单的选择操作，如在游戏菜单中选择选项。例如在一个简单的冒险游戏菜单中，玩家输入 'y' 或 'n' 来决定是否继续前进。
   scanf()函数可用于获取格式化输入，如在猜数字游戏中获取玩家猜测的整数。但使用scanf()时要注意输入格式匹配问题，避免输入错误导致程序异常。
   对于更复杂的游戏，可能需要处理键盘的特殊按键，如方向键。在 Windows 系统下可通过conio.h库中的_getch()函数结合特殊按键编码来实现，如按下方向右键对应的编码值获取玩家的移动方向操作。
   输出显示
   printf()函数是最基本的输出函数，用于在控制台输出文本信息，如游戏提示、结果等。例如在猜数字游戏中输出 “猜大了，请重新猜测！” 等提示。
   对于一些简单图形显示需求，可通过重复输出字符来模拟，如用字符组成一个简单的边界框来表示游戏区域。例如在井字棋游戏中，通过输出空格和棋子符号（如X和O）来绘制棋盘。

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）

期末知识点的复习

基于AI的学习