嵌入式操作系統(tǒng)-魔幻盒子:使用shell腳本編寫程序，用ASCII碼字符設(shè)計(jì)一個(gè)長寬可變的四邊形

題目：魔幻盒子

1? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)

以VM ware虛擬機(jī)軟件和Red hat 9.0操作系統(tǒng)為平臺(tái)，使用shell腳本編寫程序，用ASCII碼字符設(shè)計(jì)一個(gè)長、寬可變的四邊形。要求使用linux shell編寫程序腳本（Bash風(fēng)格），并提供友好的的交互界面。

1.1.2 性能指標(biāo)要求

1. 基本要求

1. 四邊形的繪圖（40點(diǎn)*30點(diǎn)）
2. 邊的ASCII字符可以在按下某按鍵的情況下可以修改（如從“-”-> “*”）
3. 四邊形的四個(gè)角要求用不同的ASCII字符
4. 四邊形的大小可變
5. 四邊形中間輸出自己的姓名與學(xué)號(hào)
6. 在按下某按鍵的情況下四邊形的顏色可變

2、發(fā)揮部分

在按下某按鍵實(shí)現(xiàn)四邊形的立體化。

1.2 設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)框圖

1.2.1設(shè)計(jì)思路

一開始選這個(gè)題目時(shí)，可以說是完全不懂。但是，通過這學(xué)期所學(xué)的嵌入式Ubuntu應(yīng)用編程實(shí)戰(zhàn)這本書以及按照老師給的要求去查資料，開始慢慢的了解實(shí)訓(xùn)所需要做的大概是怎么一回事，在linux系統(tǒng)中，利用畫圖函數(shù)draw_char控制ASCII碼字符畫出一個(gè)長寬可變，邊框符號(hào)可變，顏色可變和輸出自己學(xué)號(hào)姓名的四邊形，同時(shí)這個(gè)四邊形實(shí)現(xiàn)立體化。

在畫圖開始時(shí)，先把之前所畫的四邊形清除，所以必須先進(jìn)行清屏。接著按照要求要使所畫的四邊形的初始大小為40點(diǎn)*30點(diǎn)，所以給四邊形的長和寬定義倆個(gè)初始量，分別為40和30，并且四邊形的大小可變，就需要給四邊形的長和寬倆個(gè)變量賦值，每畫一個(gè)四邊形就需要重新給長和寬賦值。然后改變四邊形的邊的ASCII字符，只需要給四條邊定義四個(gè)不同的變量。而改變四邊形的顏色，只需要調(diào)用哪個(gè)顏色的函數(shù)，然后通過輸入選擇數(shù)字來改變四邊形的顏色。為控制不同的變化，則需要設(shè)定不同的case語句或if語句來進(jìn)行相應(yīng)的變化。要想實(shí)現(xiàn)四邊形的立體化，需要在之前畫好的四邊形的基礎(chǔ)上在畫三條斜線，一條橫線和一條豎線共五條線來實(shí)現(xiàn)四邊形的立體化。

同時(shí)設(shè)置變量來實(shí)現(xiàn)四邊形立體化后改變大小。

1.2.2總體設(shè)計(jì)框圖

2? 各個(gè)模塊程序的設(shè)計(jì)

2.1 初始化定義

clear?????????????????????????????????????????? #清屏

R=5????????????????????????????????????????? ???#定義起始橫坐標(biāo)

C=10????????????????????????????????????????? ??#定義起始縱坐標(biāo)

H=30????????????????????????????????????????? ??#定義初始四邊形的寬

W=40????????????????????????????????????????? ??#定義初始四邊形的長

col=0?????????????????????????????????????????? #定義初始四邊形的顏色

HORZ="-"???????????????????????????????????? ???#定義初始四邊形邊ASCII字符

VERT="|"

D=0

let W=$W+$W????????????????????????????????? ???#四邊形長寬比為1:1.9

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT

2.2draw_box畫圖函數(shù)

draw_box(){

BOX_HEIGHT=`expr $3 - 1`

BOX_WIDTH=`expr $4 - 1`

T_ROWS=`tput lines`????????? ????????????????????#獲取終端的寬? 行列寬長

T_COLS=`tput cols`????????? ?????????????????????#獲取終端的長

plot_char(){

echo -e "E[${1};${2}H"$3???? ???????????????????#啟用轉(zhuǎn)義序列，將光標(biāo)移動(dòng)到$1和$2所定位處，輸出$3

}???????????????????????????????????? #設(shè)置顏色的格式： e[背景色;前景色;高亮m

echo -ne "E[3${5}m"?????????? #盒子的顏色不換行輸出可帶參數(shù)-e???? 打開反斜杠ESC轉(zhuǎn)義-E???? 取消反斜杠ESC轉(zhuǎn)義

count=1???????????????????????? ????????????????????#畫第一條豎線

for (( r=$1; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $2 $VERT

let count=count+1

done

count=1???????????????????? ???????????#畫第二條豎線

c=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r=$1; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $c $VERT

let count=count+1

done

count=1???????????????????????? ???????#畫第一條橫線

for (( c=$2; count<=$BOX_WIDTH; c++)); do

plot_char $1 $c $HORZ

let count=count+1

done

count=1?????????????????????? ?????????#畫第二條橫線

r=`expr $1 + $BOX_HEIGHT`

for (( c=$2; count<=$BOX_WIDTH; c++)); do

plot_char $r $c $HORZ

let count=count+1

Done

2.3立體化程序

draw_box(){

BOX_HEIGHT=`expr $3 - 1`

BOX_WIDTH=`expr $4 - 1`

T_ROWS=`tput lines`

T_COLS=`tput cols`

plot_char(){

echo -e "E[${1};${2}H"$3

}

echo -ne "E[3${5}m"

count=1????????????????????????? ?????#畫第一條豎線

for (( r=$1; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $2 $VERT

let count=count+1

done

count=1???????????????????????????? ??#畫第二條豎線

c=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r=$1; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $c $VERT

let count=count+1

done

count=1???????????????????????????? ??#畫第一條橫線

for (( c=$2; count<=$BOX_WIDTH; c++)); do

plot_char $1 $c $HORZ

let count=count+1

done

count=1???????????????????????????? ??#畫第二條橫線

r=`expr $1 + $BOX_HEIGHT`

for (( c=$2; count<=$BOX_WIDTH; c++)); do

plot_char $r $c $HORZ

let count=count+1

done

while [[ "$D" -gt 0 ]]; do????????????????? #判斷是否實(shí)現(xiàn)立體化

count=1???????????????????????? ????????#畫第一條斜線

temp=$2

for (( r=$1; count<=4; r--)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

let temp=temp+1

done

count=1?????????????????????????? ??????#畫第二條斜線

temp=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r=$1; count<=4; r--)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

let temp=temp+1

done

count=1????????????????????????? ???????#畫第三條斜線

r=`expr $1 + $BOX_HEIGHT`

temp=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r; count<=4; r--)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

let temp=temp+1

done

count=1??????????????????????? ?????????#畫橫線

r=`expr $1 - 4`

temp=`expr $2 + 4`

for (( temp; count<=$BOX_WIDTH; temp++)); do

plot_char $r $temp $HORZ

let count=count+1

done

count=1??????????????????????? ????????#畫豎線

r=`expr $1 - 4`

temp=`expr $2 + 4 + $BOX_WIDTH`

for (( r; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

done

plot_char `expr $1 - 4` `expr $2 + 4` E

plot_char `expr $1 - 4` `expr $2 + $BOX_WIDTH + 4` F

plot_char `expr $1 - 4 + $BOX_HEIGHT` `expr $2 + $BOX_WIDTH + 4` G

let D=D-1

done

echo -ne "E[0m"

P_ROWS=`expr $T_ROWS - 1`

echo -e "E[${P_ROWS};1H"

}

2.4四邊形四個(gè)角的ASCII字符和名字學(xué)號(hào)

plot_char $1 $2 A

plot_char $1 `expr $2 + $BOX_WIDTH` B

plot_char `expr $1 + $BOX_HEIGHT` $2 C

plot_char `expr $1 + $BOX_HEIGHT` `expr $2 + $BOX_WIDTH` D

plot_char `expr $1 + $3 / 2 - 1` `expr $2 + $4 / 2 - 5` 1852200224

plot_char `expr $1 + $3 / 2 + 1` `expr $2 + $4 / 2 - 5` lanweihai

2.5輸出語句部分

while [[ $n -eq 1 ]]; do

echo "please input the number:"

echo "1. please input the HEIGHT and WIDTH:"???? ?????#改變四邊形的長和寬

echo "2. please input the HORZ and VERT:"????????? ???#改變四邊形邊的ASCII字符

echo "3. please input the color:"???????????????????? #改變四邊形的顏色

echo "d. D=1"???????????????????????????????? ????????#判斷是否實(shí)現(xiàn)立體

echo e. Exit???????????????????????????????? ?????????#退出

echo "please input the number: "

read NUM

case $NUM in

$n1)

echo "please input the HEIGHT and WIDTH:"

read HEIGHT WIDTH

H=$HEIGHT W=$WIDTH

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT ;;

$n2)

echo "please input the HORZ and VERT:"

read HORZ VERT

HORZ=$HORZ VERT=$VERT

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT ;;

$n3)

echo "please input the color:"

echo "1.red 2.green 3.yellow 4.blue 5.yred 6.bluness 7.white "

echo -ne "E[3${5}m"

read COLOR_NUM

col=$COLOR_NUM

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT ;;

$d)

echo "1.red 2.green 3.yellow 4.blue 5.yred 6.bluness 7.white "

read COLOR_NUM

col=$COLOR_NUM

D=1 ;;

$e) exit;;

esac

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT

3? 調(diào)試過程

我在實(shí)訓(xùn)的過程中碰到許多問題，因?yàn)槭莿倢W(xué)的嵌入式編程，對很多函數(shù)都不是很了解，出現(xiàn)了比較多的問題。比如經(jīng)常會(huì)顯示/bash錯(cuò)誤。經(jīng)過多次修改，知道了這個(gè)一般是我們在計(jì)算函數(shù)中，加了多余的空格或者其他的字符，或者是‘’符號(hào)中不小心添加了其他的字符，讓計(jì)算函數(shù)出錯(cuò)。借鑒了以前學(xué)長的程序，在此基礎(chǔ)的完成了基本功能和擴(kuò)展功能。

4? 功能測試

4.1 測試儀器與設(shè)備

PC機(jī)一臺(tái)， VMwareWorkstion軟件以及READHAT9.0操作系統(tǒng)。

4.2 性能指標(biāo)測試

（1）實(shí)現(xiàn)了四邊形40*30的繪圖。

（2）邊的ASCII字符可以隨意改變。

（3）四邊形的四個(gè)角分別用了不同的ASCII字符來表示

（4）四邊形的長和寬可以任意改變大小

（5）四邊形的中間輸出了自己的學(xué)號(hào)和姓名。

（6）實(shí)現(xiàn)了四邊形的立體化

（7）立體可以改變顏色

5? 實(shí)訓(xùn)心得體會(huì)

本次做的嵌入式程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)---魔幻盒子，是利用shell腳本基礎(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過了兩周的嵌入式實(shí)訓(xùn)，讓我對嵌入式Ubuntu應(yīng)用編程實(shí)戰(zhàn)這門課有了更深的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也是我學(xué)會(huì)了許多關(guān)于嵌入式shell語句的知識(shí)。這是第一次學(xué)習(xí)有關(guān)于嵌入式的課程，有很多不懂的地方，但通過各種渠道還是有了解到許多關(guān)于這方面的知識(shí)，做出來后也有一定的成就感。，

在做實(shí)訓(xùn)的過程中，我意識(shí)到了知識(shí)儲(chǔ)備的重要性，只有對嵌入式知識(shí)有一定程度的了解，才能夠探索更深層次的東西，并能夠解決問題。經(jīng)過嵌入式實(shí)訓(xùn)后，發(fā)現(xiàn)還有很多欠缺的知識(shí)，希望通過努力，讓自己的知識(shí)儲(chǔ)備能更厚實(shí)。

這次的嵌入式實(shí)訓(xùn)對我來說是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)，它是通過這學(xué)期所學(xué)的Liunx系統(tǒng)來設(shè)計(jì)和操作的，在寫函數(shù)的時(shí)候，我遇到了很多問題，同時(shí)也了解了shell語句的嚴(yán)謹(jǐn)，稍微有點(diǎn)錯(cuò)誤就會(huì)報(bào)錯(cuò)。以前一直覺得linux系統(tǒng)沒什么作用，程序又難以理解，最重要的是不夠人性化，不能使用鼠標(biāo)進(jìn)行操作。復(fù)制，移動(dòng)等基本操作都要使用指令來完成，對我來說感到極其不適應(yīng)。經(jīng)過這次的實(shí)訓(xùn)，我對linux操作系統(tǒng)有了重新的認(rèn)識(shí)，程序能直接在終端運(yùn)行，無需通過第三方軟件來實(shí)現(xiàn)，想要對系統(tǒng)進(jìn)行修改也更方便容易。

這次的實(shí)訓(xùn)讓自己再一次的感受到了自己在程序設(shè)計(jì)上的知識(shí)儲(chǔ)備不足，在今后的學(xué)習(xí)中，我要更加注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，希望能懂得更多的知識(shí)，并且要理解透徹，能夠把知識(shí)為我所用。我會(huì)努力加油的!感謝老師和同學(xué)給予我的幫助！

附錄

附錄1：仿真波形圖

初始四邊形（40*30）

改變四邊形的大小（20*30）

改變四邊形的邊的ASCII字符

改變四邊形的顏色

四邊形立體化并改變顏色

附錄2:程序清單

#!/bin/bash

draw_box(){

BOX_HEIGHT=`expr $3 - 1`

BOX_WIDTH=`expr $4 - 1`

T_ROWS=`tput lines`

T_COLS=`tput cols`

plot_char(){

echo -e "E[${1};${2}H"$3

}

echo -ne "E[3${5}m"

count=1

for (( r=$1; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $2 $VERT

let count=count+1

Done

count=1

c=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r=$1; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $c $VERT

let count=count+1

Done

count=1

for (( c=$2; count<=$BOX_WIDTH; c++)); do

plot_char $1 $c $HORZ

let count=count+1

Done

count=1

r=`expr $1 + $BOX_HEIGHT`

for (( c=$2; count<=$BOX_WIDTH; c++)); do

plot_char $r $c $HORZ

let count=count+1

done

while [[ "$D" -gt 0 ]]; do

count=1

temp=$2

for (( r=$1; count<=4; r--)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

let temp=temp+1

done

count=1

temp=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r=$1; count<=4; r--)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

let temp=temp+1

done

count=1

r=`expr $1 + $BOX_HEIGHT`

temp=`expr $2 + $BOX_WIDTH`

for (( r; count<=4; r--)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

let temp=temp+1

done

count=1

r=`expr $1 - 4`

temp=`expr $2 + 4`

for (( temp; count<=$BOX_WIDTH; temp++)); do

plot_char $r $temp $HORZ

let count=count+1

done

count=1

r=`expr $1 - 4`

temp=`expr $2 + 4 + $BOX_WIDTH`

for (( r; count<=$BOX_HEIGHT; r++)); do

plot_char $r $temp $VERT

let count=count+1

done

plot_char `expr $1 - 4` `expr $2 + 4` E

plot_char `expr $1 - 4` `expr $2 + $BOX_WIDTH + 4` F

plot_char `expr $1 - 4 + $BOX_HEIGHT` `expr $2 + $BOX_WIDTH + 4` G

let D=D-1

done

plot_char $1 $2 A

plot_char $1 `expr $2 + $BOX_WIDTH` B

plot_char `expr $1 + $BOX_HEIGHT` $2 C

plot_char `expr $1 + $BOX_HEIGHT` `expr $2 + $BOX_WIDTH` D

plot_char `expr $1 + $3 / 2 - 1` `expr $2 + $4 / 2 - 5` 1852200224

plot_char `expr $1 + $3 / 2 + 1` `expr $2 + $4 / 2 - 5` lanweihai

echo -ne "E[0m"

P_ROWS=`expr $T_ROWS - 1`

echo -e "E[${P_ROWS};1H"

}

clear

R=5

C=10

H=30

W=40

col=0

HORZ="-"

VERT="|"

D=0

let W=$W+$W

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT

n1=1

n2=2

n3=3?????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????d='d'

e='e'

n=1;

while [[ $n -eq 1 ]]; do

echo "please input the number:"

echo "1. please input the HEIGHT and WIDTH:"

echo "2. please input the HORZ and VERT:"

echo "3. please input the color:"

echo "d. D=1"

echo e. exit

echo "please input the number: "

read NUM

case $NUM in

$n1)

echo "please input the HEIGHT and WIDTH:"

read HEIGHT WIDTH

H=$HEIGHT W=$WIDTH

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT ;;

$n2)

echo "please input the HORZ and VERT:"

read HORZ VERT

HORZ=$HORZ VERT=$VERT

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT ;;

$n3)

echo "please input the color:"

echo "1.red 2.green 3.yellow 4.blue 5.yred 6.bluness 7.white "

echo -ne "E[3${5}m"

read COLOR_NUM

col=$COLOR_NUM

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT ;;

$d)

echo "1.red 2.green 3.yellow 4.blue 5.yred 6.bluness 7.white "

read COLOR_NUM

col=$COLOR_NUM

D=1 ;;

$e) exit;;

esac

clear

draw_box $R $C $H $W $col $HORZ $VERT

done;

exit 0

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