Linux - 可视化菜单界面设计

优化屏幕刷新

问题
刷新多个窗体需要一些繁琐，在一个慢速的链接上，屏幕的绘制相当的慢
目标就是要尽量减少要在屏幕上的绘制的字符数

基本函数
int wnoutrefresh(WINDOW *window_ptr);
决定哪些字符需要发送到屏幕，但是并不实际的发送
int doupdate(void);
向终端发送实际的改变

说明
如果只是简单地调用wnoutrefresh，其后立即调用doupdate，其效果就如同调用wrefresh一样
如果希望重新绘制一个窗体栈，可以在每一个窗体(以正确的顺序)上调用wnoutrefresh函数，然而在最后一个wnoutrefresh函数之后调用doupdate函数
这使得curses按顺序在每一个窗体上执行屏幕更新计算，并且只输出更新的屏幕。这会使得curses尽量减少需要发送的字符数

WINDOW *subwin(WINDOW *parent, int lines, int cols, int y, int x);
subwin函数具有与newwin几乎相同的参数列表
子窗体的删除方式也与其他的窗体使用一个delwin调用方式相同
与新窗体类似，可以使用一系列的 mvw函数将数据写入子窗体中，但有一点重要区别
子窗体本身并不会存储一个单独的屏幕字符集，他们与子窗体创建时所指定的父窗体共享存储空间
这就意味着子窗体中的任何改动也同时会发生在底层的父窗体中，所以当一个子窗体被删除时，屏幕并不会发生变化
int delwin(WINDOW *window_to_delete);

在将sub_window_ptr指向subwin的调用结果之后，就将子窗体变得可以滚动
甚至是在子窗体被删除而基窗体(strdcr)已经刷新之后，屏幕上的文本仍然保持原样
这是因为子窗体实际更新的是stdscr的字符数据

keypad模式

功能键的处理
在大多数终端会发送一个以转义字符开始的字符串
这些程序所具有的不仅是单击Escape键和由按下一个功能键所引起的字符串之间区别的问题，而且必须使用相同逻辑按键的不同序列来处理不同的终端
curses提供了一个优雅的实用功能来管理这些功能按键
对于每一个终端，每一个功能键所发送的字符序列都会被存储，通常是存储在一个terminfo结构中
所包含的头文件curses.h具有一个以KEY_为前缀的定义部分定义了逻辑按键
当curses启动时，序列与逻辑按键之间的转换就被禁止，必须使用keypad函数来打开
int keypad(WINDOW *window_ptr, bool keypad_on);
如果函数调用成功则会返回OK，否则返回ERR

keypad模式的三个限制

转义序列的识别是时间相关的
许多网络协议将字符组装到数所包中(会导致不能正确识别转义序列)
或者是分割他们(从而会导致功能按键序列会被识别为Escape与单个的字符)
唯一解决办法
进行编程，使用信号来处理希望使用的每一个功能按键，为其发送单一、唯一的字符
为使curses可区分按下Escape与以Escape开头的键盘序列，必须等待一小段时间
有时，一旦打开keypad模式，Escape按键处理上的一个非常小的延时也会被注意到
curses不能处理不唯一的转义序列
如果终端有可以发送相同序列的两个不同的按键，curses只是简单的不处理这个序列，因为他不能确定应返回哪一个逻辑按键

彩色显示

大多数早期的curses版本不支持颜色
颜色被ncurses以及大多数现在的curses实现所支持
curses中的颜色支持有一些不同，其原因在于每一个字符的颜色并不是独立于其底色而定义的
所以必须同时定义前景色与背景色，即所谓的颜色对

bool has_colors(void);
如果支持颜色，has_colors就会返回真
int start_color(void);
进行颜色初始化，如果颜色初始化成功，则返回OK
初始化COLORS和COLOR_PAIR
COLORS：终端所支持的最多的颜色数目
COLOR_PAIR：用户可以定义的色彩对的最大数目
系统颜色
COLOR_BLACK 0 黑色
 COLOR_RED 1 红色
COLOR_GREEN 2 绿色
COLOR_YELLOW 3 黄色
COLOR_BLUE 4 蓝色
COLOR_MAGENTA 5 洋红色
COLOR_CYAN 6 蓝绿色, 青色
COLOR_WHITE 7 白色

初始化颜色对

int init_pair(short pair_number, short foreground, short background);
用于更改一个彩色对的定义
彩色对是Curses的一个概念，它用一个整型数值去标志一对前景/背景彩色
pair_number：彩色对数值，其范围从1到 COLOR_PAIRS-1
f：指定前景彩色
b：指定背景彩色
int COLOR_PAIR(int pair_number);
int pair_content(short pair_number, short *foreground, short *background);

初始化颜色过程

定义颜色对1，使其背景色为绿色而前景色为红色
init_pair(1, COLOR_RED, COLOR_GREEN);
使用COLOR_PAIR将这个颜色作为一个属性来进行访问
wattron(window_ptr, COLOR_PAIR(1));
将屏幕设置为绿色的背景色以及红色的前景色
说明
因为COLOR_PAIR是一个属性，所以可以将其与其他的属性进行组合
在PC上，经常可以通过使用位或操作符组合COLOR_PAIR属性与A_BOLD属性来获得屏幕的亮度
wattron(window_ptr, COLOR_PAIR(1) | A_BOLD);

重新定义颜色

在初始化颜色的时候改变某个颜色的RGB值 
init_color(COLOR_RED, 700, 0, 0);
 参数1 : 颜色名称
参数2, 3, 4 : 分别为R(red),G(green),B(blue)的数值
最小值：0
最大值：1000
如果显示终端无法改变颜色设置，函数将返回ERR
can_change_color()
监测终端是否可以支持颜色改变

pad

背景
期望得到一个比实际物理屏幕更大的逻辑屏幕，并且每次只显示逻辑屏幕的部分内容
窗口缺陷
所有窗体必须不大于物理屏幕
pad功能
操作并不适合普通窗体的逻辑屏幕信息
pad结构与WINDOW结构相类似
所有可以用于向窗体输出的函数也可以用于pad
但pad具有其特殊的创建与刷新例程

WINDOW *newpad(int lines, int columns);
返回一个指向WINDOW的指针，与newwin函数相同
删除pad使用delwin函数，与窗体相同
pad并没有限定一个特定的屏幕位置，必须指定希望pad出现在屏幕上的区域
int prefresh(WINDOW *pad_ptr, int pad_row, int pad_column, int screen_row_min, int screen_col_min, int screen_row_max, int screen_col_max);
创建一个pad区域，由(pad_row, pad_column)开始
所定义的区域为(screen_row_min, screen_col_min)到(screen_row_max, screen_col_max)

可视化菜单界面设计

init_curses()函数
initscr初始化指针接着
start_color来显示彩色
curs_set(0)屏蔽掉物理指针
noecho()将终止键盘上的输入会在屏幕上显示出来

void init_cures(){
    initscr();
    start_color();
    init_pair(1,COLOR_WHITE,COLOR_BLUE);
    init_pair(2,COLOR_BLUE,COLOR_WHITE);
    init_pair(3,COLOR_RED,COLOR_WHITE);
    curs_set(0);
    noecho();
    keypad(stdscr,TRUE);
}

void draw_menubar(WINDOW *menubar){
    wbkgd(menubar,COLOR_PAIR(2));
    waddstr(menubar,"Menu1");
    wattron(menubar,COLOR_PAIR(3));
    waddstr(menubar,"(F1)");
    wattroff(menubar,COLOR_PAIR(3));
    wmove(menubar,0,20);
    waddstr(menubar,"Menu2");
    wattron(menubar,COLOR_PAIR(3));
    waddstr(menubar,"(F2)");
    wattroff(menubar,COLOR_PAIR(3));
}

draw_menubar()函数说明
定义一个显示在屏幕最顶部的菜单栏
实际上是stdscr窗体的一个子窗体，该子窗体只有 一行
程序将指向该子窗体的指针作为它的参数
首先改变它的背景色，接着定义菜单的文字
使用waddstr定义菜单 的文字
wattron调用另一不同颜色对(序号3)以取代缺省的颜色对(序号2)
2号颜色对在最开始就 由wbkgd设置成缺省的颜色对
wattroff函数可以让我们切换到缺省的颜色对状态

WINDOW **draw_menu(int start_col){
    int i;
    WINDOW **items;
    items=(WINDOW **)malloc(9*sizeof(WINDOW *));
    items[0]=newwin(10,19,1,start_col);
    wbkgd(items[0],COLOR_PAIR(2));
    box(items[0],ACS_VLINE,ACS_HLINE);
    items[1]=subwin(items[0],1,17,2,start_col+1);
    items[2]=subwin(items[0],1,17,3,start_col+1);
    items[3]=subwin(items[0],1,17,4,start_col+1);
    items[4]=subwin(items[0],1,17,5,start_col+1);
    items[5]=subwin(items[0],1,17,6,start_col+1);
    items[6]=subwin(items[0],1,17,7,start_col+1);
    items[7]=subwin(items[0],1,17,8,start_col+1);
    items[8]=subwin(items[0],1,17,9,start_col+1);

draw_menu()函数说明
显示当按下F1或者F2键显示的菜单
定义一个在蓝色背景上 菜单栏颜色一样的白色背景窗体
新窗口不应被显示在背景色上的字覆盖掉，它应该停留在那里直到 关闭菜单
因此菜单窗体不能定义为stdscr的子窗体
窗体items[0]是用newwin函数定义的，其他8个窗体则都是定义成items[0]窗体的子窗体
items[0]被用来绘制一个围绕在菜单旁边的边框，其他窗体则用来显示菜单中选中的单元
同样的,他们不会覆盖掉菜单上的边框
函数中倒数第三句使得菜单中的第一个单元背景色和其他的不一样，这是因为菜单弹出来后，第一个单元是选中状态（区别选中和没选中的状态）

void delete_menu(WINDOW **items,int count)
{
    int i;
    for (i=0;i<count;i++)
        delwin(items[i]);
    free(items);
}

int scroll_menu(WINDOW **items,int count,int menu_start_col){
    int key;
    int selected=0;
    while (1) {
        key=getch();
        if (key==KEY_DOWN || key==KEY_UP) {
            wbkgd(items[selected+1],COLOR_PAIR(2));
            wnoutrefresh(items[selected+1]);
  if (key==KEY_DOWN) {
      selected=(selected+1) % count;
  } else {
      selected=(selected+count-1) % count;
  }

  wbkgd(items[selected+1],COLOR_PAIR(1));
  wnoutrefresh(items[selected+1]);
  doupdate();
        } else if (key==KEY_LEFT || key==KEY_RIGHT) {
  delete_menu(items,count+1);
  touchwin(stdscr);
  refresh();
  items=draw_menu(20-menu_start_col);
  return scroll_menu(items,8,20-menu_start_col);
        } else if (key==ESCAPE) {
  return -1;
        } else if (key==ENTER) {
  return selected;
        }
    }
}

scroll_menu()函数说明
允许在菜单选择项上上下移动
通过getch读取键盘上的键值
如果按下上移或下移方向键，菜单选择项的上一个项或者下一个项被选中
如果是向左或向右 方向键，当前菜单将会关闭，另一个菜单打开
如果按下回车键，则返回选中的单元值
如果按下ESC键，菜单将会被关闭,并且没有任何选择项
getch能从键盘上读取键值
这是因为程序开始使用keypad(stdscr,TRUE)
将返回值赋给一个int型变量而不是char型变量,这是因为int型变量能表示比char型更大的值

int main(){
    int key;
    WINDOW *menubar,*messagebar;
    init_curses();
    bkgd(COLOR_PAIR(1));
    menubar=subwin(stdscr,1,80,0,0);
    messagebar=subwin(stdscr,1,79,23,1);
    draw_menubar(menubar);
    move(2,1);
    printw("Press F1 or F2 to open the menus. ");
    printw("ESC quits.");
    refresh();

 do {
        int selected_item;
        WINDOW **menu_items;
        key=getch();
        werase(messagebar);
        wrefresh(messagebar);
        if (key==KEY_F(1)) {
  menu_items=draw_menu(0);
  selected_item=scroll_menu(menu_items,8,0);
  delete_menu(menu_items,9);
  if (selected_item<0)
      wprintw(messagebar,"You haven‘t selected any item.");
  else
        wprintw(messagebar,
          "You have selected menu item %d.",selected_item+1);

touchwin(stdscr);
  refresh();
        } else if (key==KEY_F(2)) {
  menu_items=draw_menu(20);
  selected_item=scroll_menu(menu_items,8,20);
  delete_menu(menu_items,9);
  if (selected_item<0)
      wprintw(messagebar,"You haven‘t selected any item.");
  else
      wprintw(messagebar,
          "You have selected menu item %d.",selected_item+1);
  touchwin(stdscr);
  refresh();
       }
    } while (key!=ESCAPE);