模拟时钟转动程序.pdf

1东南大学C C 语言课程设计报告语言课程设计报告课程名称：课程名称：计算机综合课程设计计算机综合课程设计 学学 院：院：土木工程学院土木工程学院 设计题目：设计题目：模拟时钟转动程序模拟时钟转动程序 级级 别：别：B B 级级 学生姓名：学生姓名：韦信丞韦信丞 学学 号：号：0511441905114419 同组学生：同组学生：学学 号：号：指导教师：指导教师：郭恒宁郭恒宁 20152015 年年 9 9 月月 1 1 日日C C 语言课程设计任务书语言课程设计任务书2模拟时钟转动程序模拟时钟转动程序一、课程设计的内容一、课程设计的内容1、能模拟机械钟表行走2、还要准确利用数字显示日期和时间3、在屏幕上显示一个活动时钟4、按任意键时程序退出。二、课程设计应完成的工作二、课程设计应完成的工作、编写完成相应题目的程序、编写课程设计报告，课程设计报告应该包含以下部分）需求分析：包括设计题目、设计要求以及系统功能需求分析）总体设计：包括系统总体设计框架和系统功能模块图）详细设计：包括主要功能模块的算法设计思路以及对应的工作流程图）调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果以及对程序测试过程中存在问题进行思考（主要问题的出错现象、出错原因、解决方法及其效果等，相应效果截图）总结：课程设计完成了哪些主要功能，是否有扩展功能？还有哪些地方需要改进？课程设计的学习与体会？有哪些合理化建议？）附录：主要原程序代码含必要的注释、答辩：在实验室建立程序运行环境，并在指导教师的监督下，独立解决问题，运行程序和回答教师的提问。四、应收集的资料及其主要参考文献四、应收集的资料及其主要参考文献谭浩强程序设计（第四版），北京：清华大学出版社，2010 年 6 月陈清华 朱红.C 语言课程设计案例精选与编程指导（第一版），南京：东南大学出版社，2003 年 6 月顾小晶.实用 C 语言简明教程（第一版），北京：中国电力出版社，2003 年 9 月3目目录录.设计目的与要求4.总体设计5.详细设计6 3.1 画出钟表的轮廓3.2 获取系统时间.调试分析7.总结10.附录（程序）11.答辩记录（正文处留出适当空白）15.指导教师意见（正文处留出适当空白）164.目的与要求目的与要求 要求：要求：1、能模拟机械钟表行走2、还要准确利用数字显示日期和时间3、在屏幕上显示一个活动时钟4、按任意键时程序退出。设计总体要求设计总体要求:采用模块化程序设计；鼓励可视化编程；源程序中应有足够的注释；学生可自行增加新功能模块（视情况可另外加分）；必须上机调试通过；注重算法运用，优化存储效率与运算效率；需提交源程序(含有注释)及相关文件(数据或数据库文件)；(cpp 文件、txt 或 dat 文件等)提交设计报告书，具体要求见以下说明。课程设计报告要求：课程设计报告要求：需求和规格说明：问题描述：题目要解决的问题是什么?设计 设计思路：主要算法思想。总体设计：程序设计组成框图、N-S 流程图。详细设计：模块功能说明（如函数功能、入口及出口参数说明，函数调用关系描述等）。调试与测试：调试过程中遇到的主要问题，是如何解决的；对设计和编码的回顾讨论和分析；改进设想；经验和体会等。附录：源程序清单和结果。如果题目规定了测试数据，则结果要包含这些测试数据和运行输出，当然还可以含其他测试数据和运行输出；清单中应有足够的注释。5.总体设计总体设计画出钟表模拟时钟转动程序让时针，分针，秒针随着系统的时间动起来获取系统时间并画出时针，分针，秒针首先，先画出个钟的大致轮廓。从输出数字到画出外轮廓，到标出短线到画出时针分针、秒针。这个轮廓就已经完成了。然后，为了更加这个钟的实用性。就通过获取系统时间来结合实际意义，这是最简单，最好的方法。从应用上，它显示的是实际的时间，增强了可用性；从编程上，不用再复杂地再编一个更新时间的函数，减少程序的篇幅、复杂性和编程者的工作量。接着顺带利用时间的变量名来画时针，分针，秒针。最后，为了让时针，分针，秒针让观察者看起来是连续的变化，即形象地模拟真实的机械钟表那样运动，就用函数让时针，分针，秒针跟着时间一齐走动。6.详细设计详细设计1.画出钟表的轮廓：1）钟表的外轮廓 circle(320,240,189);circle(320,240,180);2）画出钟内的短线x1=180*sin(i*6*pi/180)+320;y1=180*cos(i*6*pi/180)+240;x2=(180-l)*sin(i*6*pi/180)+320;y2=(180-l)*cos(i*6*pi/180)+240;line(x1,y1,x2,y2);3）画出时针、分针、秒针i=now.sec;j=now.min;k=now.hour;dx3=l3*sin(i*6*pi/180);dy3=l3*cos(i*6*pi/180);dx2=l2*sin(j*6*pi/180+i*6*pi/180/60);dy2=l2*cos(j*6*pi/180+i*6*pi/180/60);dx1=l1sin(k*pi/6+j*pi/360);dy1=l1*cos(k*pi/6+j*pi/360);line(x1,y1,x1+dx3,y1-dy3);line(x1,y1,x1+dx2,y1-dy2);line(x1,y1,x1+dx1,y1-dy1);2.获取系统时间：time(&rawtime);t=localtime(&rawtime);now.sec=t-tm_sec;now.min=t-tm_min;now.hour=t-tm_hour;now.year=t-tm_year;now.mon=t-tm_mon;now.day=t-tm_mday;now.week=t-tm_wday;7.调试分析调试分析在 VC 环境中，已经将 graphics 算法删除了，所以在一开始就发现在编译的时候出现了 graphicsh.h 头文件无法识别的错误。我上网查阅了相关回答，得知了安装 graphics 算法的方法，即通过 EasyX 插件来安装该头文件。解决了这个问题，便可以调用图形处理的函数。再后来，发现书本教程主要面向的是 TC 环境，所以在获取时间这个问题上，8教材运用的是 gettime 和 getdate 函数，这两个函数在 VC 环境下是不能运用的，网上也没有对这两个函数进行补充的安装插件，所以只能从用其他函数代替这个方向着眼解决。于是我查找了关于 VC 环境中获取系统时间的函数，发现了需要学习几个知识点，首先是 time_t 类型，这个类型是一种整型，表示从 1900年 1 月 1 日 0:00:00 时（这个知识点是在网上查阅到的，网上写的是 1970 年 1月 1 日 0:00:00，但从运行结果上看是 1900 年）到当前系统时刻的秒数，用到的函数是 time_t time(time_t*)函数，其返回值就是 time_t 类型，返回值储存到指针所指的地址（或者说直接是一个地址）中。当然这还不够，还需要将这秒数转化成直观的时间格式，这就用到了 struct tm localtime(time_t*rawtime)函数，将 time_t 类型格式化成 struct tm 类型（系统预定义了的结构体），再将格式化了的数据传到我自己定义的结构体便于利用，这便解决了在 VC 环境下获取系统时间的问题。获取时间问题解决后，就到怎么实现时间的递进，一开始我是想用循环结构，每次循环都将秒加一，然后再编出秒一直到年的递进规则，最后，在每个循环结束时，都将程序暂停执行一秒（VC 环境中用的是 void Sleep(int millisecond)函数）。首先这本身就很复杂了，更复杂的还是闰年的确定上。由于辨别是否是闰年的程序要相当地长，从程序的简便化出发就排除了引入系统自动辨别闰年的程序模块，一开始我考虑的是系统的运行时间不会很长，可以通过程序运行前向用户询问今年是否是闰年。再后来一想，一个好用的系统，除了功能多样化以外，还需要自动化，所以我一直想解决这个非自动化的缺陷。后来我一想，为什么一定要自己编写出时间的变化呢？系统本身就是在变化的，为什么不直接利用系统时间的变化来带动程序时间的变化呢？因此，我就将获取系统时间步骤放到了 for 循环中，这样利用同步直接实现了时间的正确递变。在改变了思路的时候，我又想到，由于获得的时间的毫秒级数据与程序开始运行时刻有关，这就导致了程序时间与系统时间就有了毫秒级的误差，我就想能否将原来思路中用到的 Sleep 函数删掉，通过频率很高地获取时间来达到显示精准的时间的目的。于是我就尝试把Sleep(1000)；语句删掉，然后运行。结果令我比较失望，由于系统执行 for 循环的速度并不很快，就造成了图像显示的频闪，非常不美观，索性就留下了Sleep(1000)；语句，毫秒级的误差应用上也不需要消除。还有一个问题是模拟时钟图像的变化问题，即实现简单动画化，刚开始，我想采用的是异或划线法删掉前一秒的图像，即通过setwritemode(1)；语句设定划线模式，在这个模式下，如果先画了一条曲线，那么再有在相同位置再画一条一模一样的曲线的命令，即完全重合时，那么就是删除这条曲线的意思。但是实际运行过程中，发现采用了这种变化方法的时分秒针的图像在显示屏上根本没有显示，只有不采用这种方法画出的钟表轮廓得以显示。（如下图 1）我一开始是想继续按这思路解决这个问题的，但是我又想，课题中有数字日历及时钟的显示要求，这种字符串图形通过这种方式是否能清楚呢？最后我决定还是换个方法，决定用 cleardevice（）函数对整个屏幕图像进行清零，再把所有画图的内容全都放在循环里，果然程序便能顺利正确地运行起来。（如下图 2）9 图 1图 210剩下的难题就只剩下数字时钟和日历的显示了，我查阅了教材，输出字符串的函数有两种，一种是 void far outtextxy(int x,int y,char*str)，还有一种 void moveto(int x,int y)搭配 void far outtext(char*str),但是是要想实现字符串加上变量的数据输出，就必须通过 int sprintf(char*str,char*format,variable-list)先格式化format 内容到指针 str 所指的数组里（该数组要足够大），然后通过上述两个方法输出 str 所指的数组里的内容，这次问题解决得很顺利，一次就能成功执行该功能。.总结总结在这次模拟时钟转动程序设计中，我遇到了很多困难，通过查资料，向同学、学长、老师请教，才一一得到解决。我发现平时自学到的知识太少了，“书到用时方恨少”，今后我要把更多时间用在基础学习上，利用课余时间多看课外书籍，拓宽知识面。C 语言的设计必须结合实际，充分考虑界面友好等人性化设置，这就要求我们要多观察，敢创新。另外上机实验是必不可少的，理论的东西学得再好，不结合实验区验证始终只能停留在理论阶段。通过此次实战演练，我还学到很重要的一点，就是要虚心请教他人，个人的力量总是有限的，只有发挥众人的智慧才能把任务完成的更好，这在今后的工作中也是相当重要的。最后，感谢郭恒宁老师的指导。11.附录附录#include#include#include#include#include#include#include#define pi 3.141592653struct timeint sec;int min;int hour;int year;int mon;int day;int week;now;int main()void lunkuo();int gdriver=VGA,gmode=VGAHI;12double x1=320,y1=240,dx1,dx2,dy1,dy2,dx3,dy3,i,j,k;int l1=100,l2=150,l3=160;char ch,s200;time_t rawtime;struct tm*t;initgraph(&gdriver,&gmode,d:clydeturboc2);/图形初始化for(;!(kbhit();)/一旦有键盘按键按下，终止循环lunkuo();/画出轮廓 time(&rawtime);t=localtime(&rawtime);now.sec=t-tm_sec;now.min=t-tm_min;now.hour=t-tm_hour;now.year=t-tm_year;now.mon=t-tm_mon;now.day=t-tm_mday;now.week=t-tm_wday;/获取时间 i=now.sec;j=now.min;k=now.hour;dx3=l3*sin(i*6*pi/180);dy3=l3*cos(i*6*pi/180);13 dx2=l2*sin(j*6*pi/180+i*6*pi/180/60);dy2=l2*cos(j*6*pi/180+i*6*pi/180/60);dx1=l1*sin(k*pi/6+j*pi/360);dy1=l1*cos(k*pi/6+j*pi/360);line(x1,y1,x1+dx3,y1-dy3);line(x1,y1,x1+dx2,y1-dy2);line(x1,y1,x1+dx1,y1-dy1);/画出指针sprintf(s,%d 年%d 月%d 日%d 时%d 分%d 秒,now.year+1900,now.mon+1,now.day,now.hour,now.min,now.sec);moveto(20,440);outtext(s);Sleep(1000);cleardevice();/清除原图像memset(s,0,sizeof(s);/清空数组 s，释放待输出数组空间closegraph();/关闭图像getch();/等待用户按任意键彻底关闭程序printf(谢谢使用n);return 0;void lunkuo()14int i,l;double x1,x2,y1,y2;circle(320,240,189);circle(320,240,180);for(i=0;i60;i+)if(i%5=0)l=18;else l=6;x1=180*sin(i*6*pi/180)+320;y1=180*cos(i*6*pi/180)+240;x2=(180-l)*sin(i*6*pi/180)+320;y2=(180-l)*cos(i*6*pi/180)+240;line(x1,y1,x2,y2);/定义画出钟表轮廓的函数15.答辩记录答辩记录序号问题回答16.指导教师意见指导教师意见指导教师签名：