首页 > 代码库 > 日更第3期-2015-1-18-openFrameworks系列第二讲-规范学习函数式编程！
日更第3期-2015-1-18-openFrameworks系列第二讲-规范学习函数式编程！
昨天周六，我休息了一次。今天感觉心情还不错，就干脆多更一点。恩，同学们，注意啦，今天的课程可是不仅长，
还非常的不轻松哦！我们主要要讲一下C++中继承于C的函数式编程，还有判断这种特殊结构；除此之外，
OpenFrameworks的一些基础函数、概念，我也会悉数讲解。
总之，做好觉悟再上吧！
有问题可以发到我的邮箱：nerver0stop@163.com
于是，开始今天的课程！
C++中的函数式编程
于是，先把我下面的这些代码敲到你的编辑器里吧。
1 //ofApp.cpp 2 3 #include "ofApp.h" 4 5 int posX; 6 int posY; 7 //球的位置 8 double speedX; 9 double speedY; 10 //球的速度 11 int windX; 12 int windY; 13 //程序窗口大小 14 double lossRate; 15 //速度减慢的速率（即加速度的百分比形式） 16 float hue; 17 //球的色相 18 float ballRadius; 19 //球的半径 20 21 bool isShot = false; 22 //是否截图 23 bool isSmalling = true; 24 //是否球在变小 25 //以上代码请放在最上面 26 27 void changeDirection(int x, int y); 28 //改变方向的函数 29 void outRange(); 30 //检查是否出界的函数 31 void slow(); 32 //减慢小球速度的函数 33 void changeSize(); 34 //改变小球大小的函数 35 36 //-------------------------------------------------------------- 37 void ofApp::setup(){ 38 posX=200; 39 posY=180; 40 //赋予小球初始位置 41 speedX=1; 42 speedY=-1; 43 //赋予小球初始速度 44 lossRate = 0.999; 45 //赋予小球损失速率 46 ballRadius = 60; 47 //赋予小球初始半径 48 ofSetCircleResolution(30); 49 //设置显示小球的为 30边形 50 hue = fmodf(ofGetElapsedTimef()*10,255); 51 //从系统时间得到色相值 52 ofColor c; 53 c.setHsb( hue,200,200); 54 //把色相值转化为颜色 55 ofSetColor(c); 56 //设置颜色 57 } 58 59 //-------------------------------------------------------------- 60 void ofApp::update(){ 61 windX = ofGetWindowWidth(); 62 windY = ofGetWindowHeight(); 63 //获取当前窗口宽高 64 hue++; 65 //色相增加 66 if(hue > 255) 67 { 68 hue = 0; 69 } 70 //如果色相值越界，重新取0 71 72 outRange(); 73 //检查小球是否越界 74 75 posX += speedX; 76 posY += speedY; 77 //小球更新坐标 78 79 slow(); 80 //小球减慢速度 81 changeSize(); 82 //改变小球尺寸 83 } 84 85 86 //-------------------------------------------------------------- 87 void ofApp::draw(){ 88 ofBackgroundGradient(ofColor::white,ofColor(100,100,100), OF_GRADIENT_CIRCULAR); 89 //画有渐变的背景 90 if(isShot) 91 { 92 ofBeginSaveScreenAsPDF("screenshot-"+ofGetTimestampString()+".pdf", false); 93 } 94 //开始准备截屏 95 ofFill(); 96 //确认填充状态为填充 97 ofColor c; 98 c.setHsb( hue,200,200); 99 ofSetColor(c);100 //确认现在填充颜色状态为c101 ofCircle(posX, posY, ballRadius);102 //画出小球103 if(isShot)104 {105 ofEndSaveScreenAsPDF();106 isShot = false;107 }108 //截图109 }110 111 //--------------------------------------------------------------112 void ofApp::keyPressed(int key){113 if(speedX>2000 || speedX < -2000 || speedY >2000 || speedY < -2000)114 {115 return;116 }117 //检查小球是否超速；如果超速，不再增加118 if(key == ‘W‘ || key == ‘w‘ || key ==OF_KEY_UP)119 {120 speedY -= 5;121 }122 if(key == ‘S‘ || key == ‘s‘ || key ==OF_KEY_DOWN)123 {124 speedY += 5;125 }126 if(key == ‘A‘ || key == ‘a‘ || key ==OF_KEY_LEFT)127 {128 speedX -= 5;129 }130 if(key == ‘D‘ || key == ‘d‘ || key ==OF_KEY_RIGHT)131 {132 speedX += 5;133 }134 if(key ==‘ ‘)135 {136 speedX = 0;137 speedY = 0;138 //强制停止小球139 }140 //根据不同键位确定对小球的指令141 }142 143 //--------------------------------------------------------------144 void ofApp::keyReleased(int key){145 146 if(key ==‘p‘|| key ==‘P‘)147 {148 isShot = true;149 }150 //确认截图151 }152 153 //--------------------------------------------------------------154 void ofApp::mouseMoved(int x, int y ){155 156 }157 158 //--------------------------------------------------------------159 void ofApp::mouseDragged(int x, int y, int button){160 161 }162 163 //--------------------------------------------------------------164 void ofApp::mousePressed(int x, int y, int button){165 166 }167 168 //--------------------------------------------------------------169 void ofApp::mouseReleased(int x, int y, int button){170 171 }172 173 //--------------------------------------------------------------174 void ofApp::windowResized(int w, int h){175 176 }177 178 //--------------------------------------------------------------179 void ofApp::gotMessage(ofMessage msg){180 181 }182 183 //--------------------------------------------------------------184 void ofApp::dragEvent(ofDragInfo dragInfo){ 185 186 }187 188 void outRange()189 {190 if(posX>windX-ballRadius)191 {192 posX = windX-ballRadius;193 changeDirection(1,0);194 }195 if(posX<0+ballRadius)196 {197 posX = 0+ballRadius;198 changeDirection(1,0);199 }200 if(posY>windY-ballRadius)201 {202 posY = windY-ballRadius;203 changeDirection(0,1);204 }205 if(posY<0+ballRadius)206 {207 posY = 0+ballRadius;208 changeDirection(0,1);209 }210 //检查是否出界211 }212 213 void slow()214 {215 speedX *= lossRate;216 speedY *= lossRate;217 //减慢小球速度218 }219 220 void changeDirection(int x, int y)221 {222 if(x==1)223 {224 speedX *= -1;225 }226 if(y==1)227 {228 speedY *= -1;229 }230 //改变小球方向231 }232 233 void changeSize()234 {235 if(isSmalling == true)236 {237 ballRadius -= 0.1;238 }239 else240 {241 ballRadius += 0.1;242 }243 244 if(ballRadius <= 30)245 {246 isSmalling = false;247 }248 if(ballRadius >= 90)249 {250 isSmalling = true;251 }252 //改变小球大小253 }
1 //main.cpp 2 #include "ofMain.h" 3 #include "ofApp.h" 4 5 //======================================================================== 6 int main( ){ 7 ofSetupOpenGL(800,600,OF_WINDOW); // <-------- setup the GL context 8 9 // this kicks off the running of my app10 // can be OF_WINDOW or OF_FULLSCREEN11 // pass in width and height too:12 ofRunApp(new ofApp());13 14 }
我在这里先声明一件事：我知道带着行号的话不好粘贴复制；我这么做就是因为不想让你们粘贴复制！
为什么呢？因为只是粘贴复制的话，是根本没有任何意义的——但即便仅仅是用手打一遍，看着我的注释，也能大概
理解我到底想做些什么。这就是区别。所以，请不要粘贴复制了，请用自己的手把相应的代码打到相应的位置上去吧！
然后我来说一下今天怎么展开我的教程：第一步，讲解OpenFrameworks程序的编程思路，并介绍这是如何实现的；
第二步，讲解C++的判断结构 与 函数式编程；第三步，讲解这个程序里使用的OpenFrameworks函数接口；第四步，
就某些特殊步骤重点讲解；第五步，提出问题和建议，引导读者自行修改程序
那么，我先从第一步开始
OpenFrameworks编程思路
在正式开始讲解之前，我先讲解一个概念：程序其实是多种多样的，常见的有独占型应用、响应型应用、辅助型应用、
精灵型应用等等。（应用和程序指代的东西相同，只不过分类源头不同）什么是独占型应用呢？就是它会默认你在
打开这个应用的时候，就不会打开别的应用；或者，只是某些功能可以独占。比如，游戏，就是一种典型的独占型应用，
它会占据大量内存，也需要CPU的大量运算——你也知道这一点，所以玩游戏的时候就肯定会关上无关的程序，不然
游戏就要卡；当然，所谓独占不一定是完全独占，他可能只独占了显卡、内存，可能不会妨碍你的网络通信，所以你
还可以下载东西之类的。然后，响应型应用就不同了——你如果没有操作，不需要它响应的话，它就不会耗费额外的资源。
（不过有的软件只要打开就会占用很大资源，比如word，但是也可以算为响应型应用，因为它不会自己增加消耗）网页
浏览器是一个比较合适的例子（只要不在上面玩游戏或者播放流媒体的话；不过现在的情况又有了点变化，比如Ajax......
），而一般Windows程序都是以相应型应用的标准做出来的——不然你就不可能同时开着那么多进程了。辅助型应用是
占资源比较低，但是一般一直打开的应用；比如输入法；精灵型应用其实是个老概念，你可以认为，凡是悬浮窗的部分，
就是精灵型应用。
那么，终于到重点了，OpenFrameworks上的应用是什么应用呢？答案就是：独占型应用。
不知道大家熟不熟悉电影的原理——利用视觉暂留现象，快速的切换画面，使人误以为静止的画面是动起来的 那么一种
现象。而其中，每一幅画面，叫做一帧。在动画、游戏的领域，也同样有“帧”这个称呼。实际上，OpenFrameworks
产生的程序，大部分都是以交互为目标的，那么必然就需要动起来，于是OpenFrameworks就采取了每隔一段时间，
进行计算，更新图形的相应信息，然后整个窗口重新绘制的方法。而这间隔的时间，一般是1/60秒，即16毫秒左右，以
人类的观点来看，是很小的数字；但对于计算机来说，已经足够大了。
（这些图片是用并排放着的好几个摄像机拍出来的，后来Muybridge根据这些赛马的图片，创作了人类历史上的第一个小电影。）
那么，说了这些知识，无非就是想说明：OpenFrameworks程序每秒钟都会绘制非常多次，而编程的重点，就是把连续
的动作，分为每一段每一段的循环往复的操作。OpenFrameworks现在提供了三个接口函数用于每秒调用：setup()，
update()，draw()。其中setup()是只有开始程序时调用，一般用于初始化；update()和draw()都是每秒调用多次，但是，
update()中一般会写那些数值如何变化的部分；而draw()只负责画。这样的好处是，如果程序很卡，那么会出现掉帧的
现象，但不会是整个程序变慢（具体来讲的话，可以想象竞速类游戏——如果都在draw()里更新的话，那么结果就是，
不卡顿的情况下很正常，卡顿的话，整个车的速度都会变慢；而分开写的话，车的速度不会变，只不过变成一下一下的
瞬移了）所以，我们设计的时候就要考虑怎么合理划分我们的程序内容，怎么把连续的动作化为分解动作。
C++的判断结构 与 函数式编程
我这里以大家完全没有过编程经验为前提——虽然我强烈建议至少学过C，所以会从很基础讲起；但是，我这里并不是
基础课教程，所以也会只讲我用到的部分，相要学的更好，你就还是需要自己另外的学习的。
首先我把程序中的某个句子拿出来：
1 hue++;2 //色相增加3 if(hue > 255)4 {5 hue = 0;6 }7 //如果色相值越界，重新取0
这里的几句话我都会讲的。
首先，我说说色相是什么——我会在后面的色彩一节具体的讲解的，但是此处我也粗略的讲一讲。你可以将之理解为
颜色的特征——也就是说只要色相不同，看起来就不一样。其取值范围是0~255。那么，我想要我显示的那个小球的
颜色不停变化的话——我只有把这个色相的值不停地改变，然后每次画的时候，都用新的颜色来画，不就可以了吗？
hue++;
这句话就说hue这个”变量“的值增加1。
变量：存储数据的容器
++：自增符号，表示取到自己的值加上1再赋给自己
if(hue > 255){
hue = 0;
}上面这段代码的意思是 如果 hue 大于 255 的话， 把0这个数赋给255
这里面包含了一个判断if(){}，就是说当()内的内容被判断为真的时候，运行{}内的内容（也可以不加{}，那样默认
下面的第一行是运行内容）这样，通过判断，我们就保证了hue这个变量的取值一定在0~255之间了。
我的程序中还有很多用到了判断的地方，大部分都用相应的注释，请自行消化
那么我接下来讲一讲函数
（一张三角函数的图，有没有回忆起初高中）
函数是一个数学上的概念，当然不止是上图所示的三角函数。真正的定义是什么呢：对于给定的某个输入值，一定有唯一
确定的输出。就是说，只要你的输入不变，输出也绝对不变。你可以利用函数来计算或者做某些变化，但是它具体怎么做的，
你在使用它的时候你并不需要关心。
实际上，我们在写OpenFrameworks上的程序时，不可能不用OpenFrameworks自带的函数；但是仅有那些还是不够的，
我们有的时候为了简化结构，就需要自己写一些函数。如果你认真看我上面的代码了的话，你就会发现，有这种结构：
void changeDirection(int x, int y);//改变方向的函数void changeDirection(int x, int y){ if(x==1) { speedX *= -1; } if(y==1) { speedY *= -1; } //改变小球方向}
上面的部分叫做声明，下面是实现。
那么为什么要声明？因为程序在编译的时候，是从上到下的，所以如果你的函数在下面的话，使用的时候可能看不见，
那么就需要提前声明一下。
根据上面这个函数，我们可以得到这个规律：
void 函数名 (...){...}
不过其实准确来说，是这样：
类型名 函数名(...){...}
什么是类型？就是变量的结构（变量是存储数据的地方），即这个变量是存储什么类型的数据的。void是空类型，即什么
也没有，就是说，我上面那个函数是什么都不会返回的。但是，你也可以让它返回——只要你需要的话。数据类型有很多，
比如上面的int、double。分别代表整型和双精度浮点型。如果展开来说实在太宏大了，所以还仰仗你们自己的学习。
我在程序里定义了好几个函数，这样，就缩短了update()这个函数的长度，加强了可读性。
当然，把函数里的东西，都放回到调用它的地方，是完全可行的；但那样很明显不清晰。所以，为了简化结构（从而写出
更负责的程序），人们发明了函数式编程这是必须掌握的。
我用到的一些OpenFrameworks程序接口
我只介绍几个，因为大部分在代码里看着已经很清晰了
ofFill();
ofSetColor(c);
ofCircle(posX, posY, ballRadius);
以上三个函数是绘图时的核心函数，第一个，用于确认现在的填充状态为填充（如果写ofNoFill()的话就没有填充），第二个，
是设置现在的填充颜色为c这个变量里储存的颜色，第三个，就是在(posX,posY)这个点上画一个半径为ballRadius的圆。
现在，你可以运行一下程序了，然后你就可以发现一个可以到处乱动的、不断变着颜色、变着大小的小球就出现了。你按下wasd
或者方向键的话，它就会按你的要求加速减速；按空格就会马上停在原地；按p键就可以截图。
你可以试着以自己的想法改变一下我的代码，然后观察现象是不是符合你的推测。毕竟，实践是学习的最好方法。
日更第3期-2015-1-18-openFrameworks系列第二讲-规范学习函数式编程！