Linux 基础入门操作 第十一章 图形界面设计
1 curses介绍
1.1 背景介绍
curses是一个用于文本终端屏幕控制和处理的库，广泛应用于 Unix 和类 Unix 系统（如 Linux 和 macOS）。它允许开发者创建基于文本的用户界面（TUI），支持窗口管理、颜色处理、键盘输入等功能。
Linux/Unix 编程给人的感觉就比较"cool"一点，好像 Linux 编程都是在黑黑的终端下进行的。确实是这样，许多 Linux 高手都喜欢在终端方式下工作，熟悉了一些命令以后，这样的工作方式效率还是很高的。但是长久地看着黑黑的屏幕难免让人感到厌倦，有没有一种工具能让我们在 Linux 下编出好看的图形呢？答案是肯定的，它就是 curses！
curses 的名字起源于"cursor optimization"，即光标优化。它最早由有美国伯克利大学的 Bill Joy 和 KenArnold 编写的，用来处理一个游戏 rogue 的屏幕显示。后来贝尔实验室的 Mark Horton 在 System III Unix中重新编写了 curses。现在几乎所有的 Unix/Linux 操作系统都带了 curses 函数库，curses 也加入了对鼠标的支持，一些菜单和面板的处理。可以说，curses 是 Linux 终端图形编程的不二选择（比如著名的文字编辑器 vi 就是基于 curses 编的）。
1.2 系统安装
uptech@uptech-virtual-machine:~/桌面/project/build$ sudo apt-get install libncurses5-dev
1.3 makefile系统调用
- 包含头文件： curses.h
- 编译时应加上链接语句-lcurses，如：gcc temp.c -o temp -lcurses
1.4 cmake 系统调用
添加头文件路径、添加curses的库
find_package(Curses REQUIRED)
include_directories(${Curses_INCLUDE_DIRS})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}
${OpenCV_LIBS} # 链接 OpenCV
# Threads::Threads # 链接多线程库
pthread
curses
)
1.5 常见的函数
1.6基本使用步骤
初始化：使用 initscr() 初始化 curses 环境。
关闭回显：调用 noecho() 禁止输入字符自动回显。
启用特殊键：使用 keypad(stdscr, True) 启用特殊键处理。
刷新屏幕：通过 refresh() 更新屏幕显示。
结束：调用 endwin() 恢复终端原始状态并退出
2 游戏设计
2.1 初始化工作
参考以下代码，进行初始化操作就行。
initscr(); // 初始化屏幕
cbreak(); // 禁用缓存，，使输入字符立即传递给程序，而不需要等待回车键
noecho(); // 关闭输入回显，户输入的字符不会显示在屏幕上。
keypad(stdscr, TRUE); // make keys work，启用特殊键 启用特殊键（如方向键、功能键等）的处理
curs_set(0); // hide cursor
timeout(100); // 阻塞等待时间，getch 等待100ms
int xmax;
int ymax;
getmaxyx(stdscr, ymax, xmax); // 获取屏幕长度和宽度，是一个宏定义，不是函数
enum Direction dir = RIGHT;
2.2 创建蛇、食物
创建蛇的单向链表，食物的单向链接
Board* create_board(PointList* snake, PointList* foods, int xmax, int ymax) {
Board* board = malloc(sizeof(*board));
board->foods = foods;
board->snake = snake;
board->xmax = xmax;
board->ymax = ymax;
return board;
}
void add_new_food(Board* board) {
PointList* new_food;
do {
new_food = create_random_cell(board->xmax, board->ymax);
} while(list_contains(new_food, board->foods) || list_contains(new_food, board->snake));
new_food->next = board->foods;
board->foods = new_food;
}
Board* board = create_board(create_snake(), NULL, xmax, ymax);
int i;
for (i = 0; i < 6; i++) {
add_new_food(board);
}
2.3 显示移动策略选择
while(true) {
clear(); // 将整个萤幕清除（请注意配合 refresh() 使用）
display_points(board->snake, ACS_BLOCK); // 显示蛇
display_points(board->foods, ACS_DIAMOND); // 显示食物
refresh(); // 刷新屏幕，使之前的所有更改生效。
dir = get_next_move(dir);
enum Status status = move_snake(board, dir);
if (status == FAILURE) break;
}
2.4 关闭屏幕
endwin(); // 退出 curses 模式，恢复终端的原始状态。
2.5 显示效果
3 简单显示界面
3.1 简单应用代码
#include <curses.h>
int main() {
// 初始化 curses
initscr(); // 初始化屏幕
cbreak(); // 禁用行缓冲，直接读取输入
noecho(); // 关闭输入回显
keypad(stdscr, TRUE); // 启用特殊键（如方向键）
// 打印欢迎信息
printw("Hello, Curses!\n");
printw("Press any key to exit...\n");
refresh(); // 刷新屏幕以显示内容
// 等待用户输入
getch(); // 获取用户输入的字符
// 结束 curses 模式
endwin(); // 恢复终端原始状态
return 0;
}
3.2 显示界面
4 总结
实际项目案例，以下是一些使用 curses 开发的实际项目：
vim 和 nano：
流行的文本编辑器，使用 curses 实现界面和交互。
htop：
系统监控工具，使用 curses 实时显示系统状态。
tmux：
终端复用工具，使用 curses 管理多个终端窗口。
Nethack：
经典的 Roguelike 游戏，使用 curses 实现图形界面和交互。
ncurses 自带的演示程序：
例如 testcurs，展示了 curses 的各种功能。
适用于终端应用程序、游戏、系统监控工具等场景，是开发高效、轻量级命令行工具的重要工具库。尽管功能受限，但在合适的场景下，curses 仍然是一个非常强大且实用的工具。