如何使用ncurses進(jìn)行顏色編程
Jim 給他的終端冒險(xiǎn)游戲添加了顏色，演示了如何用 curses 操縱顏色。
在我的使用 ncurses 庫(kù)進(jìn)行編程的系列文章的第一篇和第二篇中，我已經(jīng)介紹了一些 curses 函數(shù)來(lái)在屏幕上作畫、從屏幕上查詢和從鍵盤讀取字符。為了搞清楚這些函數(shù)，我使用 curses 來(lái)利用簡(jiǎn)單字符繪制游戲地圖和玩家角色，創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的冒險(xiǎn)游戲。在這篇緊接著的文章里，我展示了如何為你的 curses 程序添加顏色。
在屏幕上繪圖一切都挺好的，但是如果只有黑底白字的文本，你的程序可能看起來(lái)很無(wú)趣。顏色可以幫助傳遞更多的信息。舉個(gè)例子，如果你的程序需要報(bào)告執(zhí)行成功或者執(zhí)行失敗時(shí)。在這樣的情況下你可以使用綠色或者紅色來(lái)幫助強(qiáng)調(diào)輸出?；蛘?，你只是簡(jiǎn)單地想要“潮藝”一下給你的程序來(lái)讓它看起來(lái)更美觀。
在這篇文章中，我用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)展示通過(guò) curses 函數(shù)進(jìn)行顏色操作。在我先前的文章中，我寫了一個(gè)可以讓你在一個(gè)粗糙繪制的地圖上移動(dòng)玩家角色的初級(jí)冒險(xiǎn)類游戲。但是那里面的地圖完全是白色和黑色的文本，通過(guò)形狀來(lái)表明是水（～）或者山（^）。所以，讓我們將游戲更新到使用顏色的版本吧。
顏色要素
在你可以使用顏色之前，你的程序需要知道它是否可以依靠終端正確地顯示顏色。在現(xiàn)代操作系統(tǒng)上，此處應(yīng)該永遠(yuǎn)為true。但是在經(jīng)典的計(jì)算機(jī)上，一些終端是單色的，例如古老的 VT52 和 VT100 終端，一般它們提供黑底白色或者黑底綠色的文本。
可以使用 has_colors() 函數(shù)查詢終端的顏色功能。這個(gè)函數(shù)將會(huì)在終端可以顯示顏色的時(shí)候返回 true，否則將會(huì)返回 false。這個(gè)函數(shù)一般用于 if 塊的開頭，就像這樣：
if (has_colors() == FALSE) {endwin();printf("Your terminal does not support color\n");exit(1);}
在知道終端可以顯示顏色之后，你可以使用 start_color() 函數(shù)來(lái)設(shè)置 curses 使用顏色。現(xiàn)在是時(shí)候定義程序?qū)⒁褂玫念伾恕?/p>
在 curses 中，你應(yīng)該按對(duì)定義顏色：一個(gè)前景色放在一個(gè)背景色上。這樣允許 curses 一次性設(shè)置兩個(gè)顏色屬性，這也是一般你想要使用的方式。通過(guò) init_pair() 函數(shù)可以定義一個(gè)前景色和背景色并關(guān)聯(lián)到索引數(shù)字來(lái)設(shè)置顏色對(duì)。大致語(yǔ)法如下：
init_pair(index, foreground, background);
控制臺(tái)支持八種基礎(chǔ)的顏色：黑色、紅色、綠色、黃色、藍(lán)色、品紅色、青色和白色。這些顏色通過(guò)下面的名稱為你定義好了：
COLOR_BLACKCOLOR_REDCOLOR_GREENCOLOR_YELLOWCOLOR_BLUECOLOR_MAGENTACOLOR_CYANCOLOR_WHITE
應(yīng)用顏色
在我的冒險(xiǎn)游戲中，我想要讓草地呈現(xiàn)綠色而玩家的足跡變成不易察覺(jué)的綠底黃色點(diǎn)跡。水應(yīng)該是藍(lán)色，那些表示波浪的 ~ 符號(hào)應(yīng)該是近似青色的。我想讓山（^）是灰色的，但是我可以用白底黑色文本做一個(gè)可用的折中方案。（LCTT 譯注：意為終端預(yù)設(shè)的顏色沒(méi)有灰色，使用白底黑色文本做一個(gè)折中方案）為了讓玩家的角色更易見，我想要使用一個(gè)刺目的品紅底紅色設(shè)計(jì)。我可以像這樣定義這些顏色對(duì)：
start_color();init_pair(1, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);init_pair(2, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);init_pair(3, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);init_pair(4, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);
為了讓顏色對(duì)更容易記憶，我的程序中定義了一些符號(hào)常量：
#define GRASS_PAIR 1#define EMPTY_PAIR 1#define WATER_PAIR 2#define MOUNTAIN_PAIR 3#define PLAYER_PAIR 4
有了這些常量，我的顏色定義就變成了：
start_color();init_pair(GRASS_PAIR, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);init_pair(WATER_PAIR, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);init_pair(MOUNTAIN_PAIR, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);init_pair(PLAYER_PAIR, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);
在任何時(shí)候你想要使用顏色顯示文本，你只需要告訴 curses 設(shè)置哪種顏色屬性。為了更好的編程實(shí)踐，你同樣應(yīng)該在你完成了顏色使用的時(shí)候告訴 curses 取消顏色組合。為了設(shè)置顏色，應(yīng)該在調(diào)用像 mvaddch() 這樣的函數(shù)之前使用attron()，然后通過(guò) attroff() 關(guān)閉顏色屬性。例如，在我繪制玩家角色的時(shí)候，我應(yīng)該這樣做：
attron(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));mvaddch(y, x, PLAYER);attroff(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));
記住將顏色應(yīng)用到你的程序?qū)δ闳绾尾樵兤聊挥幸恍┪⒚畹挠绊?。一般?lái)講，由 mvinch() 函數(shù)返回的值是沒(méi)有帶顏色屬性的類型 chtype，這個(gè)值基本上是一個(gè)整型值，也可以當(dāng)作整型值來(lái)用。但是，由于使用顏色添加了額外的屬性到屏幕上的字符上，所以 chtype 按照擴(kuò)展的位模式攜帶了額外的顏色信息。一旦你使用 mvinch()，返回值將會(huì)包含這些額外的顏色值。為了只提取文本值，例如在 is_move_okay() 函數(shù)中，你需要和 A_CHARTEXT 做 & 位運(yùn)算：
int is_move_okay(int y, int x){int testch;/* return true if the space is okay to move into */testch = mvinch(y, x);return (((testch & A_CHARTEXT) == GRASS)|| ((testch & A_CHARTEXT) == EMPTY));}
通過(guò)這些修改，我可以用顏色更新這個(gè)冒險(xiǎn)游戲：
/* quest.c */#include <curses.h>#include <stdlib.h>#define GRASS ' '#define EMPTY '.'#define WATER '~'#define MOUNTAIN '^'#define PLAYER '*'#define GRASS_PAIR 1#define EMPTY_PAIR 1#define WATER_PAIR 2#define MOUNTAIN_PAIR 3#define PLAYER_PAIR 4int is_move_okay(int y, int x);void draw_map(void);int main(void){int y, x;int ch;/* 初始化curses */initscr();keypad(stdscr, TRUE);cbreak();noecho();/* 初始化顏色 */if (has_colors() == FALSE) {endwin();printf("Your terminal does not support color\n");exit(1);}start_color();init_pair(GRASS_PAIR, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);init_pair(WATER_PAIR, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);init_pair(MOUNTAIN_PAIR, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);init_pair(PLAYER_PAIR, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);clear();/* 初始化探索地圖 */draw_map();/* 在左下角創(chuàng)建新角色 */y = LINES - 1;x = 0;do {/* 默認(rèn)情況下，你獲得了一個(gè)閃爍的光標(biāo)--用來(lái)指明玩家 * */attron(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));mvaddch(y, x, PLAYER);attroff(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));move(y, x);refresh();ch = getch();/* 測(cè)試輸入鍵值并獲取方向 */switch (ch) {case KEY_UP:case 'w':case 'W':if ((y > 0) && is_move_okay(y - 1, x)) {attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));mvaddch(y, x, EMPTY);attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));y = y - 1;}break;case KEY_DOWN:case 's':case 'S':if ((y < LINES - 1) && is_move_okay(y + 1, x)) {attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));mvaddch(y, x, EMPTY);attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));y = y + 1;}break;case KEY_LEFT:case 'a':case 'A':if ((x > 0) && is_move_okay(y, x - 1)) {attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));mvaddch(y, x, EMPTY);attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));x = x - 1;}break;case KEY_RIGHT:case 'd':case 'D':if ((x < COLS - 1) && is_move_okay(y, x + 1)) {attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));mvaddch(y, x, EMPTY);attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));x = x + 1;}break;}}while ((ch != 'q') && (ch != 'Q'));endwin();exit(0);}int is_move_okay(int y, int x){int testch;/* 當(dāng)空白處可以進(jìn)入的時(shí)候返回true */testch = mvinch(y, x);return (((testch & A_CHARTEXT) == GRASS)|| ((testch & A_CHARTEXT) == EMPTY));}void draw_map(void){int y, x;/* 繪制探索地圖 *//* 背景 */attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));for (y = 0; y < LINES; y++) {mvhline(y, 0, GRASS, COLS);}attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));/* 山峰和山路 */attron(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));for (x = COLS / 2; x < COLS * 3 / 4; x++) {mvvline(0, x, MOUNTAIN, LINES);}attroff(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));mvhline(LINES / 4, 0, GRASS, COLS);attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));/* 湖 */attron(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));for (y = 1; y < LINES / 2; y++) {mvhline(y, 1, WATER, COLS / 3);}attroff(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));}
你可能不能認(rèn)出所有為了在冒險(xiǎn)游戲里面支持顏色需要的修改，除非你目光敏銳。diff 工具展示了所有為了支持顏色而添加的函數(shù)或者修改的代碼：
$ diff quest-color/quest.c quest/quest.c12,17d11< #define GRASS_PAIR 1< #define EMPTY_PAIR 1< #define WATER_PAIR 2< #define MOUNTAIN_PAIR 3< #define PLAYER_PAIR 4<33,46d26< /* initialize colors */<< if (has_colors() == FALSE) {< endwin();< printf("Your terminal does not support color\n");< exit(1);< }<< start_color();< init_pair(GRASS_PAIR, COLOR_YELLOW, COLOR_GREEN);< init_pair(WATER_PAIR, COLOR_CYAN, COLOR_BLUE);< init_pair(MOUNTAIN_PAIR, COLOR_BLACK, COLOR_WHITE);< init_pair(PLAYER_PAIR, COLOR_RED, COLOR_MAGENTA);<61d40< attron(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));63d41< attroff(COLOR_PAIR(PLAYER_PAIR));76d53< attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));78d54< attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));86d61< attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));88d62< attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));96d69< attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));98d70< attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));106d77< attron(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));108d78< attroff(COLOR_PAIR(EMPTY_PAIR));128,129c98< return (((testch & A_CHARTEXT) == GRASS)< || ((testch & A_CHARTEXT) == EMPTY));---> return ((testch == GRASS) || (testch == EMPTY));140d108< attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));144d111< attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));148d114< attron(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));152d117< attroff(COLOR_PAIR(MOUNTAIN_PAIR));154d118< attron(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));156d119< attroff(COLOR_PAIR(GRASS_PAIR));160d122< attron(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));164d125< attroff(COLOR_PAIR(WATER_PAIR));
開始玩吧--現(xiàn)在有顏色了
程序現(xiàn)在有了更舒服的顏色設(shè)計(jì)了，更匹配原來(lái)的桌游地圖，有綠色的地、藍(lán)色的湖和壯觀的灰色山峰。英雄穿著紅色的制服十分奪目。
圖 1. 一個(gè)簡(jiǎn)單的帶湖和山的桌游地圖
圖 2. 玩家站在左下角
圖 3. 玩家可以在游戲區(qū)域移動(dòng)，比如圍繞湖，通過(guò)山的通道到達(dá)未知的區(qū)域。
通過(guò)顏色，你可以更清楚地展示信息。這個(gè)例子使用顏色指出可游戲的區(qū)域（綠色）相對(duì)著不可通過(guò)的區(qū)域（藍(lán)色或者灰色）。我希望你可以使用這個(gè)示例游戲作為你自己的程序的一個(gè)起點(diǎn)或者參照。這取決于你需要你的程序做什么，你可以通過(guò) curses 做得更多。
在下一篇文章，我計(jì)劃展示 ncurses 庫(kù)的其它特性，比如怎樣創(chuàng)建窗口和邊框。同時(shí)，如果你對(duì)于學(xué)習(xí) curses 有興趣，我建議你去讀位于 Linux 文檔計(jì)劃 的 Pradeep Padala 寫的 NCURSES Programming HOWTO。
