用libncurses實現終端控制的交互式程序設計

一、什麼是libncurses

libncurses是一個在Unix和Linux操作系統上進行屏幕控制的庫，它提供了一組API可以管理終端的輸出和輸入，從而實現在終端中輸出有顏色的字符、控制光標的位置、響應鼠標和鍵盤事件等功能。

libncurses是適用於Unix和Linux的C庫，它的使用可以使程序員創建複雜的字符界面，並處理用戶交互。該庫為程序員提供了控制終端的底層API，因此可以創建任何形式的UI界面。使用該庫，程序員可以創建自定義基於字符的應用程序，例如文本編輯器、日曆、音樂播放器等。

從上面的介紹可以看出，使用libncurses編寫交互式程序可以大大提高程序的人機交互性。

二、libncurses的安裝與初始化

在開始使用libncurses之前，需要先在系統中安裝該庫。一般情況下，libncurses庫已經預裝在大多數Unix和Linux系統中，如果沒有安裝，可以使用apt-get或yum等包管理器進行安裝。

在C語言中使用libncurses庫時，需要包含ncurses.h頭文件，使用-lncurses參數進行編譯鏈接。在程序中使用ncurses庫時，需要進行庫的初始化，調用initscr()函數即可，它將使用當前終端進行初始化，創建終端屏幕窗口。

#include 

int main()
{
    initscr(); // 初始化屏幕窗口
    // 後面的代碼
    endwin(); // 釋放屏幕資源
    return 0;
}

在程序結束時，需要調用endwin()函數釋放資源，否則會出現屏幕錯亂等問題。

三、libncurses的基本操作

1、設置字符顏色

使用libncurses庫可以在終端中顯示彩色字符。該庫提供了一組顏色對應的宏定義，可以在程序中使用這些宏定義對字符進行着色。

#include 

int main()
{
    initscr();
    start_color(); // 初始化顏色支持
    init_pair(1, COLOR_RED, COLOR_GREEN); // 定義一個顏色對
    attron(COLOR_PAIR(1)); // 啟用顏色對
    printw("Hello, world!"); // 輸出彩色字符
    attroff(COLOR_PAIR(1)); // 關閉顏色對
    refresh(); // 刷新屏幕
    getch(); // 等待用戶輸入任意鍵
    endwin();
    return 0;
} 

以上代碼定義了一個顏色對，該對使用了紅色和綠色的組合。在輸出”Hello, world!”時，啟用了這個顏色對，輸出的字符就呈現了紅綠色。在輸出之後，禁用該顏色對，防止後續輸出受到影響。

2、控制光標位置

使用libncurses庫，可以精確定位終端光標的位置，可以在屏幕上輸出指定位置的字符。該庫提供了很多函數實現光標位置控制如move()等，這裡介紹最常用的兩個函數：move()和mvprintw()。

#include 

int main()
{
    initscr();
    mvprintw(5, 10, "Hello, world!");
    refresh();
    getch();
    endwin();
    return 0;
}

以上代碼在屏幕的第6行第11列輸出”Hello, world!”。在這個例子中，使用了mvprintw()函數，前兩個參數是指定字符輸出的行列位置，後面的參數是輸出的字符串。這裡也可以使用move()函數控制光標移動到指定位置。

3、捕捉鍵盤事件

使用libncurses庫，可以監測用戶輸入，從而響應鍵盤事件。該庫提供了函數getch()和getchar()等用於捕捉用戶輸入，可以捕捉到各種字符鍵盤事件、F鍵、方向鍵、刪除鍵、回車鍵等。如果需要監聽某些特殊鍵位事件，還可以使用特定的函數處理。

#include 

int main()
{
    initscr();
    cbreak(); // 禁用行緩衝
    noecho(); // 輸入不回顯到屏幕上
    keypad(stdscr, TRUE); // 監測特殊鍵位
    printw("Type anything to see it in upper case: ");
    char ch = getch();
    if(isalpha(ch))
        printw("%c", toupper(ch));
    else
        printw("The key pressed is not a letter!");
    refresh();
    getch();
    endwin();
    return 0;
}

以上代碼監測用戶輸入，如果輸入是字母，則將字母轉換成大寫並輸出到屏幕上。如果用戶輸入的不是字母，則輸出提示信息。

四、小結

本文主要介紹了使用libncurses庫實現終端控制的方法，包括庫的安裝、初始化、對字符進行着色、控制光標位置和監測用戶輸入等基本操作。另外，該庫還提供了更豐富的操作和組件，例如菜單、表格、進度條等，可以用於實現更複雜的交互式程序。使用libncurses可以讓C語言開發者開發出更為人性化的字符界面的程序。