天花板编程手把手计划-第1期-第9天
上一篇中的练习题比较简单，很多人直接在网上找到了类似的代码。不过，如果真觉得这么简单那你就太单纯了。
今天，我们要通过这个题目的讲解介绍一下编程中时间的处理方法。
1. 题目
用你学过的C语言知识，设计一个番茄钟程序。要求满足如下功能：
- 可以设置倒计时时间
- 拥有倒计时效果
- 倒计时结束后有提醒
- 使用记录保存在文件中
2. 分析
这个题目在功能层面涉及四个部分，需要自己设计需求并实现。在功能的下面，隐含着一个我们之前从没遇到的问题，那就是时间的计算。如何才能准确的计算出我们要倒计时的时间呢？我们需要用到一些相关的库函数。
3. 获取系统时间
在C语言中，所有和时间有关的函数基本上都能在time.h这个文件中找到。
3.1 获取时钟时间
这里要用到的函数是：
clock_t clock(void)这个函数的功能是返回程序执行起，CPU时钟使用的时间。它的单位大家不用关心，不同的平台可能也不完全相同。在time.h中，有个宏叫做CLOCKS_PER_SEC,这么多个单位就是1秒种。也就是说，我们通过clock()函数得到的值除以CLOCKS_PER_SEC就是程序执行的秒数。
clock_t是一个全新的数据类型，它其实使用long来实现的。
下面我们用一个简单的例子来说明这个函数的用法。
3.2 统计函数运行时间
实现一段程序，可以计算出一个函数的执行时间。代码如下：
#include #include #include void Function() { Sleep(500); } int main() { clock_t start_t, end_t; double dTotal; start_t = clock(); printf("START TIME : start_t = %ld/n", start_t); Function(); end_t = clock(); printf("END TIME: end_t = %ld/n", end_t); dTotal = (double)(end_t - start_t) / CLOCKS_PER_SEC; printf("Total Time(sec)： %f/n", dTotal); return(0); }Function()函数中Sleep了0.5秒，为了让我们的程序有一定的时间可以统计。在main函数中，我们做了下面三件事：
- 得到函数调用前的clock时间
- 得到函数调用后的clock时间
- 计算两个时间差，并换算成秒
程序执行结果如下：
4. 读秒计时
刚才提到的Sleep函数是个很好用的东西，它能让程序暂停执行一段时间。参数的单位是毫秒，所以1000代表1秒钟。
通过这个函数，我们很容易就能写出下面这个倒计时函数：
#include void Timer(int nSec) { printf("Start Timer:/n"); while (nSec > 0) { Sleep(1000); nSec--; printf("%3d s/r", nSec); } printf("/nTime is Up!/n"); }这个函数的功能是完成倒计时nSec秒，我们利用前面的main函数测试一下它的计时是否准确。
int main() { clock_t start_t, end_t; double dTotal; start_t = clock(); printf("START TIME : start_t = %ld/n", start_t); Timer(10); end_t = clock(); printf("END TIME: end_t = %ld/n", end_t); dTotal = (double)(end_t - start_t) / CLOCKS_PER_SEC; printf("Total Time(sec)： %f/n", dTotal); return(0); }程序执行结果如下：
倒计时10秒钟和我们通过clock得到的时间相符。
5. 分钟计时
因为我们要做的番茄钟是以分钟为单位计时的，现在我们把这个程序修改成分钟计时。
void PrintTime(int nSec) { int min, sec; min = nSec / 60; sec = nSec % 60; printf("%02d:%02d/r", min, sec); } void MinuteTimer(int nMin) { int nSec = nMin * 60; printf("Start Timer:/n"); while (nSec > 0) { Sleep(1000); nSec--; PrintTime(nSec); } printf("/nTime is Up!/n"); } int main() { clock_t start_t, end_t; double dTotal; start_t = clock(); printf("START TIME : start_t = %ld/n", start_t); MinuteTimer(1); end_t = clock(); printf("END TIME: end_t = %ld/n", end_t); dTotal = (double)(end_t - start_t) / CLOCKS_PER_SEC; printf("Total Time(sec)： %f/n", dTotal); return(0); }函数MinuteTimer完成以分钟为单位的倒计时工作，内部实现方式是把分钟换算成秒再进行倒计时。PrintTime函数提供了一个简单的倒计时显示的效果。
6. 提醒功能
倒计时结束后，需要有一个提醒功能。如果是调用Windows的系统API，可以做一些窗口抖动或声音提示之类的效果。学过C++的同学可以自己百度一下。我们这里使用一种命令行程序常用的动态效果。代码如下：
void Alarm(int tag) { switch (tag) { case 0: printf("----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----"); break; case 1: printf("///// ///// ///// ///// ///// ///// ///// ///// ///// /////"); break; case 2: printf("||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| |||||"); break; case 3: printf("////////// ////////// ////////// ////////// ////////// ////////// ////////// ////////// ////////// //////////"); break; default: break; } printf("/r"); } int main() { int min; printf("Please input minutes : "); scanf("%d", &min); MinuteTimer(min); int cnt = 1; while (cnt++) { Alarm(cnt % 4); Sleep(500); } return 0; }Alarm函数负责根据参数不同在屏幕上打印一行字符。在main函数里，倒计时结束后，通过循环调用Alarm完成提醒功能。在调用时，cnt % 4可以保证每次传入的参数不同。看一下效果：
7. 程序控制
可能大家已经发现了，我们这个提醒功能是个死循环，如果需要停止只能关闭执行窗口。这样的设计非常不友好，我们需要引入一种更友好的方式，可以让用户通过键盘来控制停止提醒效果。
修改之后的main函数如下：
int main() { int min; printf("Please input minutes : "); scanf("%d", &min); MinuteTimer(min); printf("Press Esc to stop /n"); int cnt = 1; while (cnt++) { Alarm(cnt % 4); if (kbhit()) { int key = getch(); switch (key) { // Esc case 27: cnt = 0; break; default: break; } } Sleep(500); } return 0; }这里用到的方法我们在坦克大战那个项目中曾经用到过，通过kbhit函数获取键盘消息，一旦发现是Esc键，就通过cnt变量置0退出循环。
8. 文件记录
每次使用番茄钟程序，我们都希望能够把使用记录保存在一个文件中，这样就能随时掌握每天用番茄工作法工作了多长时间。实现这个功能，大家一定本能地想到了我们之前使用的读写文件方法。不过我们今天要介绍的是另外一种更简便的方法。哈哈，不能被你猜中。
在日常Debug中，如果需要临时把一些信息写入文件，我们会用system函数调用系统的shell命令来完成。在shell中，大家都清楚如果想把一个字符串保存在文件中的写法：
$ echo XXXXX >> file在C语言中，我们只要把这句话写在system函数的参数里就能实现同样的效果。现在用这种方法重新实现一下main函数。
#define LOG_FILE "alarm.log" int main() { int min; char cmd[100]; while (1) { printf("Please input minutes : "); scanf("%d", &min); sprintf(cmd, "echo %%date%% %%time%% >> %s", LOG_FILE); system(cmd); MinuteTimer(min); printf("Press Esc to stop /n"); int cnt = 1; while (cnt++) { Alarm(cnt % 4); if (kbhit()) { int key = getch(); switch (key) { // Esc case 27: cnt = 0; break; default: break; } } Sleep(500); } sprintf(cmd, "echo You have worked %d minutes >> %s", min, LOG_FILE); system(cmd); sprintf(cmd, "echo ----- ----- ----- ----- >> %s", LOG_FILE); system(cmd); printf("/n ***** ***** ***** ***** ***** /n"); } return 0; }这次修改增加了两个小功能：
- 每次倒计时结束后，后自动进入下一次的开始状态，不用反复开关程序
- 每完成一次计时，会把记录写在文件
alarm.log中
现在看一下执行效果：
打开程序执行目录中的alarm.log文件，会看到下面内容：
2017/06/05 周一 10:31:44.58
You have worked 15 minutes
2017/06/05 周一 10:31:54.07
You have worked 20 minutes
2017/06/05 周一 10:31:59.95
You have worked 30 minutes
2017/06/05 周一 10:32:08.74
You have worked 25 minutes
2017/06/05 周一 10:40:51.27
You have worked 15 minutes
2017/06/05 周一 10:41:15.41
You have worked 10 minutes
2017/06/05 周一 10:41:38.24
You have worked 20 minutes
9. 课后练习
今天的课后练习是 ~~~~ 没有练习！！
下一篇是这一期中最后一篇，我会介绍一下常用的VS调试技巧，敬请期待~
我是天花板，让我们一起在软件开发中自我迭代。
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