使用shell編寫(xiě)的魔幻盒子

1、 嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)報(bào)告學(xué) 號(hào)： 0952100111 姓 名： 陳勝 題 目： 魔幻盒子 指導(dǎo)老師： 韓桂民 2011年12月 28 日1、任務(wù)題目：魔幻盒子題目解釋：使用SHELL編程寫(xiě)一個(gè)能用ASCII碼字符組成的長(zhǎng)寬可變的四邊形2、性能、指標(biāo)、要求：2.1、基本要求1）四邊形繪圖（40點(diǎn)*30點(diǎn)）；2）邊的ASCII字符可以在按下某個(gè)按鍵的情況下可以修改；3）四邊形的四個(gè)角要求用不同的ASCII字符；4）四邊形的大小可變；5）四邊形的中間輸出自己的姓名與學(xué)號(hào)；2.2、發(fā)揮部分老師要求：在按下某按鍵時(shí)能實(shí)現(xiàn)四邊形的立體化自我發(fā)揮：1）姓名學(xué)號(hào)的顏色會(huì)隨著時(shí)間的變化不斷變化 2）可以將方形

2、變成圓形3、方案設(shè)計(jì)3.1、方案論證 3.1.1關(guān)于畫(huà)平面四邊形：方案一：由老師所給的“shell高級(jí)編程”文本中學(xué)習(xí)到的畫(huà)盒子的方法，通過(guò)獲得要畫(huà)四邊形的左上角坐標(biāo)和要畫(huà)四邊形的長(zhǎng)和寬來(lái)達(dá)到在終端上畫(huà)四邊形的目的。方案二：改編方案一的程序，將左上角的坐標(biāo)固定，只需要長(zhǎng)和寬就能在終端上畫(huà)出四邊形。方案三：自己通過(guò)實(shí)踐想到的一個(gè)方法，獲取當(dāng)前終端大小，然后求出當(dāng)前終端的中點(diǎn)位置，給出長(zhǎng)和寬，以終端中點(diǎn)為中心畫(huà)出一個(gè)四邊形。最終我決定使用方案三，前兩種方案都可以畫(huà)出盒子，但是在實(shí)現(xiàn)立體的時(shí)候容易超出終端，而第三種可以比較容易的定義一個(gè)條件來(lái)限制超出。3.1.2關(guān)于畫(huà)立體的斜邊：方案一：直接使用最笨

3、的方法，在要畫(huà)斜邊的角的位置，然后行減一、列加一，達(dá)到畫(huà)出一條斜線的目的。方案二：使用勾股定理算出邊的比例，然后通過(guò)比例確定坐標(biāo)來(lái)畫(huà)出斜邊上的點(diǎn)。這樣就可以畫(huà)出不同斜率的線。而且可以自由設(shè)置斜邊的長(zhǎng)度。我選擇的是方案二，方案一雖然很簡(jiǎn)單，而且易懂，但是是投機(jī)取巧的，而且斜邊的大小和斜邊的斜率不可調(diào)。這樣對(duì)之后如果想進(jìn)行圖像變換也不容易，所以最終選擇使用方案二3.2、工作原理 3.2.1 相關(guān)知識(shí)3.2.1.1本次實(shí)訓(xùn)所使用的平臺(tái)：Linux操作系統(tǒng)Linux簡(jiǎn)介：Linux是一種自由和開(kāi)放源碼的類Unix操作系統(tǒng)。目前存在著許多不同的Linux,但它們都使用了Linux內(nèi)核。Linux可安裝在

4、各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，從手機(jī)、平板電腦、路由器和視頻游戲控制臺(tái)，到臺(tái)式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)。Linux是一個(gè)領(lǐng)先的操作系統(tǒng)，世界上運(yùn)算最快的10臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的都是Linux操作系統(tǒng)。嚴(yán)格來(lái)講，Linux這個(gè)詞本身只表示Linux內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用Linux來(lái)形容整個(gè)基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU 工程各種工具和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作系統(tǒng)。Linux得名于計(jì)算機(jī)業(yè)余愛(ài)好者Linus Torvalds。3.2.1.2本次實(shí)訓(xùn)使用的編程語(yǔ)言：ShellShell是系統(tǒng)的用戶界面，提供了用戶與內(nèi)核進(jìn)行交互操作的一種接口。它接收用戶輸入的命令并把它送入內(nèi)核去執(zhí)行。 實(shí)際上Shell是一個(gè)

5、命令解釋器，它解釋由用戶輸入的命令并且把它們送到內(nèi)核。不僅如此，Shell有自己的編程語(yǔ)言用于對(duì)命令的編輯，它允許用戶編寫(xiě)由shell命令組成的程序。Shell編程語(yǔ)言具有普通編程語(yǔ)言的很多特點(diǎn)，比如它也有循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支控制結(jié)構(gòu)等，用這種編程語(yǔ)言編寫(xiě)的Shell程序與其他應(yīng)用程序具有同樣的效果。3.2.1.3 AWKAWK是一種優(yōu)良的文本處理工具。它不僅是 Linux 中也是任何環(huán)境中現(xiàn)有的功能最強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理引擎之一。這種編程及數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言（其名稱得自于它的創(chuàng)始人 Alfred Aho 、Peter Weinberger 和 Brian Kernighan 姓氏的首個(gè)字母）的最大功能取決于一

6、個(gè)人所擁有的知識(shí)。 AWK 提供了極其強(qiáng)大的功能：可以進(jìn)行樣式裝入、流控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算符、進(jìn)程控制語(yǔ)句甚至于內(nèi)置的變量和函數(shù)。它具備了一個(gè)完整的語(yǔ)言所應(yīng)具有的幾乎所有精美特性。實(shí)際上 AWK 的確擁有自己的語(yǔ)言： AWK 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言， 三位創(chuàng)建者已將它正式定義為“樣式掃描和處理語(yǔ)言”。它允許您創(chuàng)建簡(jiǎn)短的程序，這些程序讀取輸入文件、為數(shù)據(jù)排序、處理數(shù)據(jù)、對(duì)輸入執(zhí)行計(jì)算以及生成報(bào)表，還有無(wú)數(shù)其他的功能。程序中比較用的比較多的語(yǔ)句echo：shell中的輸出，與C中的printf很類似。本程序中用到的echo指令有很多種。-e：?jiǎn)⒂梅葱本€控制字符的轉(zhuǎn)換（具體看下面）-n：取消行末換行關(guān)于 echo

7、命令所支持的反斜線控制字符如下：a：ALERT / BELL (從系統(tǒng)喇叭送出鈴聲) b：BACKSPACE ，也就是向左刪除鍵 c：取消行末之換行符號(hào) E：ESCAPE，跳脫鍵 f：FORMFEED，換頁(yè)字符 n：NEWLINE，換行字符 r：RETURN，回車鍵 t：TAB，表格跳位鍵 v：VERTICAL TAB，垂直表格跳位鍵 n：ASCII 八進(jìn)位編碼(以 x 開(kāi)首為十六進(jìn)制) ：反斜線本身echo e “Ea;bH”c的意思是在終端的第a行c列的位置輸出cecho e “Eam”的意思是前景色，其中a=30時(shí)為黑色，31時(shí)為紅色，32綠色，。40為黑色背景，31是紅色背景，。0為變

8、回最初顏色echo e “033?25l”是隱藏光標(biāo) echo e “033?25h”顯示光標(biāo)read：讀取的命令-s：不在終端上打印輸出的內(nèi)容-n加數(shù)字：代表鍵盤(pán)輸入到多少位時(shí)自動(dòng)讀取，不用按回車-t：帶上時(shí)間參數(shù)可以控制讀取的時(shí)間，當(dāng)達(dá)到指定的時(shí)間時(shí)自動(dòng)停止讀取 A=$(echo $a | awk printf(“%d”,$1) 將a代入awk中運(yùn)算，講運(yùn)算結(jié)果以整形輸出到A。tput lines：獲取當(dāng)前終端的行數(shù)。tput cols：獲取當(dāng)前終端的列數(shù)。tput cup x y：將光標(biāo)移動(dòng)到x行y列處stty igncr：忽略回車符stty -igncr：解除忽略回車符clear：清楚

9、當(dāng)前終端的內(nèi)容exit：退出4、軟件設(shè)計(jì)主循環(huán)代碼：#mainecho -e "033?25l"W=30H=20Z="|"Y="|"S="-"X="-"C=0colour1=0draw_zhujiemianstty igncrwhile truedoecho -e "E3$colour1m"draw_dot $MROW-1 $MCOL-5 "chensheng"draw_dot $MROW $MCOL-5 "0952100111"ech

10、o -e "E0m"while read -n1 -t 2 adoif $a = 1 thencleardraw_box $W $H $Z $Y $S $X $Cecho -e "E3$colour1m"draw_dot $MROW-1 $MCOL-5 "chensheng"draw_dot $MROW $MCOL-5 "0952100111"echo -e "E0m"stty -igncrtput cup $ROW-3 0read -p "High:" hread -p &

11、quot;Wide:" wH=$hW=$wstty igncrdraw_zhujiemianfiif $a = 2 thencolour_jiemianwhile read -n1 -s bdoif $b = 0 thencolour_jiemianfiif $b = 1 then colour_jiemian fiif $b = 2 then colour_jiemian fiif $b = 3 then colour_jiemian fiif $b = 4 thendraw_zhujiemian break fidonefiif $a = 3 thencleardraw_box

12、$W $H $Z $Y $S $X $Cecho -e "E3$colour1m" draw_dot $MROW-1 $MCOL-5 "chensheng" draw_dot $MROW $MCOL-5 "0952100111" echo -e "E0m"tput cup $ROW-6 0stty -igncrread -p "Up:" Uread -p "Down:" Dread -p "Left:" Lread -p "Right:"

13、; Rstty igncrS=$UX=$DZ=$LY=$Rdraw_zhujiemianfiif $a = 4 thencleardraw_box $W $H $Z $Y $S $X $Cecho -e "E3$colour1m" draw_dot $MROW-1 $MCOL-5 "chensheng" draw_dot $MROW $MCOL-5 "0952100111" echo -e "E0m"a=1 b=1 x=10 A=$(echo $a $b $x | awk 'printf("%dn

14、",$1/sqrt($1*$1+$2*$2)*$3)')LRs=$Rs-$ALCz=$Cz+$ALCy=$Cy+$Aecho -e "E3$Cm"pd=1for(c=$LCz; pd<=$W*2; c+)dodraw_dot $LRs $c $Slet pd=pd+1donepd=1for(r=$LRs; pd<=$H; r+)dodraw_dot $r $LCy $Ylet pd=pd+1donepd=1y1=$Czy2=$Cyx1=$Rxx2=$Rsa=1b=1x=10A=$(echo $a $b $x | awk 'printf(

15、"%dn",$1/sqrt($1*$1+$2*$2)*$3)')for(i=0;i<=$A;i+)do B=$(echo $i $a $b | awk 'printf("%dn",$1*$2/$3)') echo -e "E$x2-$B;$y1+$iH""a"echo -e "E$x2-$B;$y2+$iH""b"echo -e "E$x1-$B;$y2+$iH""d"donetput cup $ROW-2

16、 1stty -igncrecho -e "E0m"read -s -p "Press ENTER to return!"draw_zhujiemianstty igncrecho -e "E0m"fiif $a = 5 thencleardraw_boll $H/2echo -e "E3$colour1m" draw_dot $MROW-1 $MCOL-5 "chensheng" draw_dot $MROW $MCOL-5 "0952100111" echo -e &qu

17、ot;E0m"stty -igncrread -sstty igncrdraw_zhujiemianfiif $a = 0 thenstty -igncrclearecho -e "033?25h"exit 0fidonelet colour1=colour1+1if $colour1 = 6 thencolour1=0fidone主循環(huán)流程圖：圖1：主流程圖開(kāi)始變量初始化畫(huà)盒子畫(huà)名字、學(xué)號(hào)等待按鍵2秒名字顏色變量+1，假如顏色變量等于6，顏色變量歸0無(wú)按鍵有按鍵按1輸入要修改的長(zhǎng)、寬大小畫(huà)盒子等待按鍵根據(jù)按鍵修改顏色參數(shù)按2輸入各邊的ASCII字符按3根據(jù)輸入修

18、改邊變量畫(huà)出立體的五條邊按4等待回車鍵按5退出畫(huà)出圓形等待回車鍵畫(huà)盒子的程序流程：用了兩個(gè)for循環(huán)來(lái)畫(huà)出四條邊，流程圖如下：具體程序：echo "You Terminal is too small!" stty -igncr exit 1fi if $1 -lt 10 | $2 -lt 3 then clear echo "box is too small" stty -igncr exit 2 fi MROW=$ROW/2 MCOL=$COL/2 Rs=$MROW-$2/2 Cz=$MCOL-$1/2 Rx=$Rs+$2-1 Cy=$Cz+$1-1

19、pd=1 echo -ne "E3$7m" for(r=$Rs;pd<=$2;r+) do draw_dot $r $Cz "$3" draw_dot $r $Cy "$4" let pd=pd+1donepd=1for(c=$Cz;pd<=$1;c+)dodraw_dot $Rs $c "$5" draw_dot $Rx $c "$6" let pd=pd+1done在立體盒子的時(shí)候，用了勾股定理來(lái)求出三角形的三條邊。其中計(jì)算勾股定理的時(shí)候用了awk，利用awk進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。具體算

20、法程序如下：a=1 b=1 x=10A=$(echo $a $b $x | awk 'printf("%dn",$1/sqrt($1*$1+$2*$2)*$3)')B=$(echo $i $a $b | awk 'printf("%dn",$1*$2/$3)')在畫(huà)圓的程序中，利用了圓上的每個(gè)點(diǎn)到圓心的距離相等的定理，同樣利用awk來(lái)計(jì)算其他兩邊的大小從而畫(huà)出一個(gè)圓。前期制作的時(shí)候，在主界面如果按下回車會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)一番研究，從網(wǎng)上找到了屏蔽回車鍵的代碼，stty igncr,這樣就解決了這個(gè)問(wèn)題。在主界面，光標(biāo)老是會(huì)一

21、直在閃，我就用了之前百度的echo的用法里面的一種，用echo e “033?25l”和echo e “033?25h”l來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉光標(biāo)的閃爍。5、制作與調(diào)試過(guò)程5.1、摸索實(shí)訓(xùn)剛開(kāi)始，毫無(wú)頭緒，shell本來(lái)以前就沒(méi)接觸過(guò)，上課也就稍微帶了下，沒(méi)有深入看過(guò)，于是開(kāi)始認(rèn)真看老師發(fā)下來(lái)的shell高級(jí)編程，通過(guò)上面的畫(huà)盒子例程終于弄懂了一點(diǎn)原理，于是就開(kāi)始做了。一開(kāi)始照著例程寫(xiě)完，運(yùn)行，沒(méi)效果。經(jīng)過(guò)一番分析，判定是終端過(guò)小，程序中有一判斷當(dāng)前終端能否畫(huà)下一個(gè)盒子，終端過(guò)小就會(huì)退出。調(diào)好終端，運(yùn)行程序，成功畫(huà)出了盒子，但是這個(gè)盒子是靜態(tài)的，不能滿足實(shí)訓(xùn)的可修改的要求，于是我分析了下完成這個(gè)程序需

22、要的知識(shí)，然后一邊開(kāi)始認(rèn)真的看老師發(fā)的shell高級(jí)編程，一邊百度需要的功能要如何實(shí)現(xiàn)。5.2、略懂通過(guò)幾天的研究，對(duì)于畫(huà)盒子的程序基本都已經(jīng)看懂了。實(shí)際上就是利用for循環(huán)進(jìn)行循環(huán)的行自加和列自加來(lái)達(dá)到在指定的行上畫(huà)出兩行，在指定的列上畫(huà)出兩列，拼在一起就是一個(gè)方形了。而按下鍵盤(pán)控制方形大小，方形顏色，方形的邊，其實(shí)就是利用read來(lái)循環(huán)讀取鍵盤(pán)輸入就可以完成了。對(duì)于立體部分，其實(shí)我們只要在畫(huà)出五條邊，期中斜邊最難了，要進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，通過(guò)百度得知要使用awk來(lái)計(jì)算，研究了一個(gè)晚上awk，終于懂了點(diǎn)，可以進(jìn)行計(jì)算了。然后通過(guò)計(jì)算得出三角形的各邊長(zhǎng)度，進(jìn)行畫(huà)點(diǎn)就可以得到斜邊了。5.3、實(shí)踐有了一

23、定的知識(shí)基礎(chǔ)，可以認(rèn)真從新開(kāi)始本次實(shí)訓(xùn)了?，F(xiàn)在重新看實(shí)訓(xùn)的要求，發(fā)現(xiàn)有了新的見(jiàn)解。于是我再次分析了下！提出了三種方案，再一番分析，最終決定用方案三。因?yàn)橛辛顺浞值膶W(xué)習(xí)和一些基礎(chǔ)知識(shí)，很快就完成了程序。程序完成，開(kāi)始調(diào)試。調(diào)試的時(shí)候我發(fā)現(xiàn)程序還是有漏洞的，就是邊不能用*畫(huà)出來(lái)。用了很多種方法都無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題，雖然現(xiàn)在解決不了，但是我相信通過(guò)今后的學(xué)習(xí)一定能找到解決的辦法。還有就是一開(kāi)始的時(shí)候我用read nx的寫(xiě)法來(lái)讀取x個(gè)字符自動(dòng)跳轉(zhuǎn)，可是當(dāng)我按下回車鍵就會(huì)出現(xiàn)異常字符，經(jīng)過(guò)一番分析，發(fā)現(xiàn)可以用stty igncr來(lái)屏蔽回車鍵來(lái)消除這個(gè)BUG。還有就是光標(biāo)老是會(huì)一閃一閃的，我就使用了echo e “033?25l”來(lái)取消光標(biāo)閃爍。最后的調(diào)試我只是優(yōu)化了一下程序讓程序運(yùn)行的更完美。6、實(shí)訓(xùn)心得體會(huì)本次實(shí)訓(xùn)算是我們學(xué)校第一次嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，以前的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們都沒(méi)做過(guò)這個(gè)實(shí)訓(xùn)，沒(méi)辦法得到可參考的