牛頓迭代方法

牛頓迭代法（Newton's method）又稱(chēng)為牛頓-拉夫遜（拉弗森）方法（Newton-Raphson method），它是牛頓在17世紀(jì)提出的一種在實(shí)數(shù)域和復(fù)數(shù)域上近似求解方程的方法。

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中文名

牛頓迭代法

外文名

Newton's method

別名

牛頓-拉夫遜（拉弗森）方法

提出時(shí)間

17世紀(jì)

快速

導(dǎo)航

牛頓迭代公式

其他迭代算法

C語(yǔ)言代碼

C++代碼

matlab代碼

Python代碼

Java代碼

JavaScript代碼

Fortran代碼

產(chǎn)生背景

多數(shù)方程不存在求根公式，因此求精確根非常困難，甚至不可解，從而尋找方程的近似根就顯得特別重要。方法使用函數(shù) 的泰勒級(jí)數(shù)的前面幾項(xiàng)來(lái)尋找方程 的根。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大優(yōu)點(diǎn)是在方程 的單根附近具有平方收斂，而且該法還可以用來(lái)求方程的重根、復(fù)根，此時(shí)線性收斂，但是可通過(guò)一些方法變成超線性收斂。另外該方法廣泛用于計(jì)算機(jī)編程中。

牛頓迭代公式

設(shè) 是 的根，選取 作為 的初始近似值，過(guò)點(diǎn) 做曲線 的切線 ， ，則 與 軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) ，稱(chēng) 為 的一次近似值。過(guò)點(diǎn) 做曲線 的切線，并求該切線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo) ，稱(chēng) 為r的二次近似值。重復(fù)以上過(guò)程，得 的近似值序列，其中， 稱(chēng)為 的 次近似值，上式稱(chēng)為牛頓迭代公式。

用牛頓迭代法解非線性方程，是把非線性方程 線性化的一種近似方法。把 在點(diǎn) 的某鄰域內(nèi)展開(kāi)成泰勒級(jí)數(shù) ，取其線性部分（即泰勒展開(kāi)的前兩項(xiàng)），并令其等于0，即 ，以此作為非線性方程 的近似方程，若 ，則其解為 ， 這樣，得到牛頓迭代法的一個(gè)迭代關(guān)系式： 。

已經(jīng)證明，如果是連續(xù)的，并且待求的零點(diǎn)是孤立的，那么在零點(diǎn)周?chē)嬖谝粋€(gè)區(qū)域，只要初始值位于這個(gè)鄰近區(qū)域內(nèi)，那么牛頓法必定收斂。 并且，如果不為0, 那么牛頓法將具有平方收斂的性能. 粗略的說(shuō)，這意味著每迭代一次，牛頓法結(jié)果的有效數(shù)字將增加一倍。

迭代法也稱(chēng)輾轉(zhuǎn)法，是一種不斷用變量的舊值遞推新值的過(guò)程，跟迭代法相對(duì)應(yīng)的是直接法（或者稱(chēng)為一次解法），即一次性解決問(wèn)題。迭代算法是用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的一種基本方法。它利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、適合做重復(fù)性操作的特點(diǎn)，讓計(jì)算機(jī)對(duì)一組指令（或一定步驟）重復(fù)執(zhí)行，在每次執(zhí)行這組指令（或這些步驟）時(shí)，都從變量的原值推出它的一個(gè)新值。

利用迭代算法解決問(wèn)題，需要做好以下三個(gè)方面的工作：

一、確定迭代變量

在可以用迭代算法解決的問(wèn)題中，至少存在一個(gè)可直接或間接地不斷由舊值遞推出新值的變量，這個(gè)變量就是迭代變量。

二、建立迭代關(guān)系式

所謂迭代關(guān)系式，指如何從變量的前一個(gè)值推出其下一個(gè)值的公式（或關(guān)系）。迭代關(guān)系式的建立是解決迭代問(wèn)題的關(guān)鍵，通常可以使用遞推或倒推的方法來(lái)完成。

三、對(duì)迭代過(guò)程進(jìn)行控制

在什么時(shí)候結(jié)束迭代過(guò)程？這是編寫(xiě)迭代程序必須考慮的問(wèn)題。不能讓迭代過(guò)程無(wú)休止地執(zhí)行下去。迭代過(guò)程的控制通常可分為兩種情況：一種是所需的迭代次數(shù)是個(gè)確定的值，可以計(jì)算出來(lái)；另一種是所需的迭代次數(shù)無(wú)法確定。對(duì)于前一種情況，可以構(gòu)建一個(gè)固定次數(shù)的循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)迭代過(guò)程的控制；對(duì)于后一種情況，需要進(jìn)一步分析得出可用來(lái)結(jié)束迭代過(guò)程的條件。

其他迭代算法

歐幾里德算法

最經(jīng)典的迭代算法是歐幾里德算法，用于計(jì)算兩個(gè)整數(shù)a,b的最大公約數(shù)。其計(jì)算原理依賴(lài)于下面的定理：

定理：gcd(a,b) = gcd(b,a mod b)

證明：a可以表示成a = kb + r，則r = a mod b。假設(shè)d是a,b的一個(gè)公約數(shù)，則有 a%d==0,b%d==0，而r = a - kb，因此r%d==0 ，因此d是(b,a mod b)的公約數(shù)

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javascript 自動(dòng)布局算法

將整個(gè)系統(tǒng)看做這樣一個(gè)物理系統(tǒng)：質(zhì)點(diǎn)和橡皮筋的系統(tǒng)；橡皮筋有個(gè)自然長(zhǎng)度Length，當(dāng)橡皮筋被拉長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生彈力T；任意2個(gè)質(zhì)點(diǎn)間存在反萬(wàn)有引力G（簡(jiǎn)單的說(shuō)就是質(zhì)量產(chǎn)生斥力，和物理系統(tǒng)相反）。當(dāng)斥力和彈力平衡的時(shí)候，布局就結(jié)束了，算法簡(jiǎn)單描述如下：

設(shè)系統(tǒng)為G(V,E);

for (vi in V) {

vi.x = random ();

vi.y = random ();

}

while (未平衡) {

for (ei(vx, vy) in E) {

Fx += T(ei, vx, vy);

Ty += T(ei, vy, vx);

}

for (vi in V) {

for (vj in V) {

if (i == j) 跳過(guò)

Fi += G (vi, vj);

}

}

for (fi in F) {

vi.x = |fi| * cos(fi.angle);

vi.y = |fi| * sin(fi.angle);

}

}

其中彈力公式T(e, vi, vj)遵循胡克定律：F = Length(e) Length ? K * (Length(e) - Length) : 0; K 為胡克常數(shù)，酌情取值

萬(wàn)有引力公式G(vi, vj)遵循牛頓萬(wàn)有引力定律，但方向相反:

F = -G * Mass(vi) * Mass(vj) / (Distance(vi, vj) * Distance(vi, vj)); G 為萬(wàn)有引力常數(shù)，酌情取值，Mass(v)為質(zhì)點(diǎn)v的質(zhì)量，可直接去定點(diǎn)的邊數(shù)；Distance(vi, vj)為質(zhì)點(diǎn)vi 和vj之間的距離，根據(jù)勾股定理可到。

系統(tǒng)平衡的標(biāo)準(zhǔn)：合彈力=合斥力，表現(xiàn)為v.x和v.y不再發(fā)生變化或震動(dòng)

注意：當(dāng)隨機(jī)初始化后，可能產(chǎn)生2個(gè)質(zhì)點(diǎn)重疊的現(xiàn)象，這時(shí)2質(zhì)點(diǎn)間的斥力可用常數(shù)替代，方向隨機(jī)。若質(zhì)點(diǎn)無(wú)質(zhì)量，可使用一個(gè)小常數(shù)替代，如.0005

matter.js 如何移動(dòng)剛體

Matter.js 中基礎(chǔ)的概念

大多數(shù)的物理引擎對(duì)于物理模擬的要素都有著相近的概念，不同的引擎差別在于使用的方式，功能的全面性，模擬的精細(xì)度等層面，下面就先從物理世界的基礎(chǔ)概念講起。

Engine（引擎）和 World（世界）

Matter.Engine?模塊包含了創(chuàng)建和處理引擎的方法，引擎是負(fù)責(zé)管理和更新模擬世界的控制器，引擎可以控制時(shí)間的縮放，可以檢測(cè)所有的碰撞事件，并且拿到所有碰撞的物體對(duì)（pairs）。

在 Matter.js 中任何的物體都需要一個(gè)容身處，而存放這些物體的地方，我們稱(chēng)之為世界，物體必須添加到世界里，然后由引擎運(yùn)行這個(gè)世界。而創(chuàng)建世界需要使用到?Matter.World模塊，該模塊包含了用于創(chuàng)建和操作世界的方法，一個(gè)?Matter.World?相當(dāng)于一個(gè)復(fù)合物體，物體、約束、復(fù)合物體的聚合體，其次世界還有額外的一些屬性，比如重力、邊界。

Render（渲染）

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// Matter.Render 用法

var engine = Engine.create();

// ... 將物體加入到世界中

var render = Render.create({

element: document.body,

engine: engine,

options: options

});

Engine.run(engine);

Render.run(render);

element?是一個(gè)容器元素，使用時(shí)指定要渲染的節(jié)點(diǎn)

engine?指定為?Matter.Engine?實(shí)例

options?指定一些渲染的參數(shù)

Matter.Render?是將實(shí)例渲染到 Canvas 中的渲染器，控制視圖層的樣式，它的主要作用是用于開(kāi)發(fā)和調(diào)試，默認(rèn)情況下?Matter.Render?將只顯示物體的線框（輪廓），這對(duì)于開(kāi)發(fā)和調(diào)試很有幫助，但如果需要使用到全局實(shí)體渲染則需要將線框模式關(guān)閉?render.options.wireframes = false，另外它同樣也適合制作一些簡(jiǎn)單的游戲，因?yàn)樗艘恍├L圖選項(xiàng)、線框、向量、Sprite 精靈和視窗功能。

DEMO 戳這里

Body（剛體）

物體或者叫剛體，在物理引擎里特指堅(jiān)硬的物體，具有固定的形狀，不能形變。剛體可以用于表示一個(gè)箱子、一個(gè)球或是一塊木頭，每個(gè)物體都有自己的物理屬性，質(zhì)量、速度、摩擦力、角度等，還可以設(shè)置剛體的標(biāo)記。Matter.Bodies?模塊中內(nèi)置了幾種剛體，矩形?Matter.rectangle、多邊形?Matter.polygon、圓形?Matter.circle?、梯形?Matter.trapezoid?等等。

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// 創(chuàng)建剛體

var rect = Bodies.rectangle(200, 100, 50, 50), // 矩形

circle = Bodies.circle(300, 100, 25), // 圓

polygon = Bodies.polygon(450, 100, 5, 25), // 多邊形

trapezoid = Bodies.trapezoid(590, 100, 50, 50, 3); // 梯形

// 將剛體添加到世界中

World.add(engine.world, [rect, circle, polygon, trapezoid]);

DEMO 戳這里

Composite（復(fù)合體）

由剛體和復(fù)合材料通過(guò)約束組合在一起的就叫做復(fù)合體。復(fù)合體對(duì)外當(dāng)作一個(gè)剛體，復(fù)合體的物理屬性是通過(guò)所包含的剛體的屬性綜合計(jì)算出來(lái)的。Matter.Composite?模塊包含用于創(chuàng)建和處理復(fù)合體的方法，另外還有一個(gè)?Matter.Composites?模塊，提供了幾種特別的復(fù)合材料，例如 鏈?Composites.chain、牛頓擺球?Composites.newtonsCradle、軟體?Composites.softBody、汽車(chē)?Composites.car?、堆疊?Composites.stack?等等。

橋梁

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// 使用堆疊創(chuàng)建橋梁

var group = Body.nextGroup(true);

var bridge = Composites.stack(150, 300, 9, 1, 10, 10, function(x, y) {

return Bodies.rectangle(x, y, 50, 20, {

collisionFilter: { // 過(guò)濾碰撞

group: group

}

});

});

// 創(chuàng)建鏈約束

Composites.chain(bridge, 0.5, 0, -0.5, 0, { stiffness: 0.9 });

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布

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// 軟體

var cloth = Composites.softBody(200, 200, 20, 12, 5, 5, false, 8, {

friction: 0.00001, // 摩擦力

collisionFilter: {

group: Body.nextGroup(true)

},

render: {

visible: false

}

});

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牛頓擺球

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// 創(chuàng)建牛頓擺球

var newtonsCradle = Composites.newtonsCradle(300, 320, 5, 25, 150);

DEMO 戳這里

Constraint（約束）

約束可理解為通過(guò)一條線，將剛體 A 和剛體 B 兩個(gè)剛體連接起來(lái)，被約束的兩個(gè)剛體由于被連接在了一起，移動(dòng)就相互受到了限制。Matter.Constraint?模塊包含了用于創(chuàng)建和處理約束的方法，這個(gè)約束可以很寬松，也可以很緊繃，還可以定義約束的距離，約束具有彈性，可以用來(lái)當(dāng)作橡皮筋。

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// 創(chuàng)建一個(gè)矩形和圓形

var rect = Bodies.rectangle(400, 100, 50, 50, {

isStatic: true

}),

ball = Bodies.circle(400, 400, 50);

World.add(engine.world, [

rect,

ball,

Constraint.create({

bodyA: rect, // 約束剛體 A

pointA : { // 約束點(diǎn) A

x: 0,

y: 0

},

bodyB: ball, // 約束剛體 B

pointB: { // 約束點(diǎn) B

x: 0,

y: -50

},

stiffness: 0.6

})

]);

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MouseConstraint（鼠標(biāo)約束）

如果你想讓剛體與用戶(hù)之間有交互，那就要在鼠標(biāo)和剛體之間建立連接，也就是鼠標(biāo)和剛體間的約束，Matter.MouseConstraint?模塊包含用于創(chuàng)建鼠標(biāo)約束的方法，提供通過(guò)鼠標(biāo)或觸摸（移動(dòng)端時(shí)）移動(dòng)剛體的能力，可以設(shè)置什么標(biāo)記的物體才能被鼠標(biāo)操縱，創(chuàng)建鼠標(biāo)約束后，可以捕獲到鼠標(biāo)的各類(lèi)事件。

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// 全局鼠標(biāo)約束

var mouseConstraint = MouseConstraint.create({

element: render.canvas

});

World.add(engine.world, mouseConstraint);

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// 設(shè)置某個(gè)標(biāo)記的物體才能被鼠標(biāo)操縱

var categoryBall = 0x0001; // 分類(lèi)

var ball = Matter.Bodies.circle(300, 350, 32, {

density: 0.68, // 密度

restitution: 1, // 彈性

collisionFilter: {

category: categoryBall

}

});

var mouseConstraint = MouseConstraint.create({

element: render.canvas,

collisionFilter: {

mask: categoryBall

}

});

World.add(engine.world, mouseConstraint);

DEMO 戳這里

Vector（向量）

Matter.Vector?模塊包含用于創(chuàng)建和操縱向量的方法，向量是引擎有關(guān)幾何操作行為的基礎(chǔ)，修改物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基本都是使用向量來(lái)控制，例如賦予物體一個(gè)力，或者設(shè)置物體的速度、旋轉(zhuǎn)角度，并且內(nèi)置了多個(gè)向量的求解函數(shù)：向量積、標(biāo)量積、格式化、垂直向量等等。

Events（事件）

Matter.Events?模塊包含了綁定、移除和觸發(fā)對(duì)象的方法。

綁定事件?Matter.Events.on(object, eventNames, callback)

移除事件?Matter.Events.off(object, eventNames, callback)

觸發(fā)事件?Matter.Events.trigger(object, eventNames, event)

Matter.js 中的一些屬性

施加力

Matter.Body.applyForce(body, position, force)?方法可以給剛體施加一個(gè)力，傳入 X 和 Y 軸需要的力度值，通過(guò)這個(gè)方法你可以去模擬踢一個(gè)足球、投一個(gè)籃球的效果。

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var ball = Bodies.circle(300, 100, 25, {

density: 0.68, // 密度

restitution: 0.8 // 彈性

});

World.add(engine.world, ball);

function addForce() {

var forceMagnitude = 0.02 * ball.mass;

Body.applyForce(ball, ball.position, {

x : (forceMagnitude + Common.random() * forceMagnitude) * Common.choose([1, -1]),

y : -forceMagnitude + Common.random() * -forceMagnitude

});

}

addForce();

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重力

可以設(shè)置 X、Y 軸的重力值，默認(rèn)都為 1，參數(shù)在 0、1、-1 中選擇使用。

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// 實(shí)現(xiàn)反重力效果

engine.world.gravity.y = -1;

// 無(wú)重力效果

engine.world.gravity.y = 0;

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睡眠狀態(tài)

通過(guò)?enableSleeping: true?開(kāi)啟睡眠模式后，當(dāng)剛體處于不受作用狀態(tài)時(shí)，會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，這樣可以有效的提高引擎的性能，當(dāng)物體被其他物體碰撞或者對(duì)剛體施加力時(shí)，剛體會(huì)被叫醒，引擎會(huì)繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算模擬。

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// 開(kāi)啟睡眠狀態(tài)

var engine = Engine.create({

enableSleeping: true

});

// 還可以針對(duì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)的剛體進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，比如將剛體移出世界

Event.on(ball, "sleepStart", function() {

World.remove(engine.world, ball);

});

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摩擦力

摩擦力在 Matter.js 中分別提供了三種：摩擦力?friction、空氣摩擦力?frictionAir?以及靜止摩擦力?frictionStatic。friction?默認(rèn)值是 0.1，取值范圍在 0 – 1，當(dāng)值為 0 意味著剛體可以摩擦力的無(wú)限滑動(dòng)，1 意味著對(duì)剛體施加力后會(huì)立刻停止，frictionAir?默認(rèn)值是 0.01，取值范圍 0 – 1，當(dāng)值為 0 意味著剛體在空間中移動(dòng)時(shí)速度永遠(yuǎn)不會(huì)減慢，值越高時(shí)剛體在空間的移動(dòng)速度越慢，frictionStatic?默認(rèn)值 0.5，當(dāng)值為 0 時(shí)意味著剛體幾乎是靜止的，值越高時(shí)意味著需要移動(dòng)剛體所需的力就越大。

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// 摩擦力

Bodies.rectangle(300, 70, 40, 40, {

friction: 0.01

})

// 空氣摩擦力

Bodies.rectangle(300, 70, 40, 40, {

frictionAir: 0.05

})

// 靜止摩擦力

Bodies.rectangle(300, 70, 40, 40, {

frictionStatic: 1

})

時(shí)間縮放

可以控制全局的時(shí)間，當(dāng)值為 0 時(shí)為凍結(jié)模擬，值為 0.1 給出慢動(dòng)作效果，值為 1.2 時(shí)給出加速效果。

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engine.timing.timeScale = 0.1;

這里就簡(jiǎn)單提及到幾個(gè)屬性，當(dāng)然還有更多的屬性比如：視圖（View）、彈性（Restitution）等等，更詳細(xì)的 API 可到官網(wǎng)查看。

Matter.js 調(diào)試

除了前面講?Matter.Render?模塊的時(shí)候提到的線框模式?wireframes?便于調(diào)試外，Matter.Render?模塊其實(shí)還為我們提供了以下幾種方法，便于我們自定義調(diào)試選項(xiàng)：

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var render = Render.create({

element: document.body,

engine: engine,

options: {

width: 800,

height: 600,

pixelRatio: 1, // 設(shè)置像素比

background: '#fafafa', // 全局渲染模式時(shí)背景色

wireframeBackground: '#222', // 線框模式時(shí)背景色

hasBounds: false,

enabled: true,

wireframes: true, // 線框模式

showSleeping: true, // 剛體睡眠狀態(tài)

showDebug: false, // Debug 信息

showBroadphase: false, // 粗測(cè)階段

showBounds: false, // 剛體的界限

showVelocity: false, // 移動(dòng)剛體時(shí)速度

showCollisions: false, // 剛體碰撞點(diǎn)

showSeparations: false, // 剛體分離

showAxes: false, // 剛體軸線

showPositions: false, // 剛體位置

showAngleIndicator: false, // 剛體轉(zhuǎn)角指示

showIds: false, // 顯示每個(gè)剛體的 ID

showVertexNumbers: false, // 剛體頂點(diǎn)數(shù)

showConvexHulls: false, // 剛體凸包點(diǎn)

showInternalEdges: false, // 剛體內(nèi)部邊界

showMousePosition: false // 鼠標(biāo)約束線

}

});

另外官方提供了三個(gè)調(diào)試工具，可單獨(dú)使用或一起使用，如下：

工具：

MatterTools.Demo?用于運(yùn)行和測(cè)試 DEMO

MatterTools.Gui?改變引擎的屬性

MatterTools.Inspector?檢查世界

HTML5開(kāi)發(fā)游戲需要什么工具，還有要用到的知識(shí)（主要）是什么？？ 最好是自己回答。。。。。

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在大學(xué)學(xué)C語(yǔ)言能干什么?有什么用?最妤舉些易明白的例子

學(xué)了總沒(méi)有壞處的，出來(lái)工作了，至少你不編程吧，別人說(shuō)你還是聽(tīng)得懂，不至于盲

C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法我是不打算再提了，很多C語(yǔ)言編程的書(shū)，就是將一些基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、語(yǔ)法，然后就是一些數(shù)值

計(jì)算的實(shí)例，大多數(shù)都是雷同的，難免有抄襲之嫌，而且頁(yè)沒(méi)有多少實(shí)用價(jià)值。

本書(shū)以實(shí)用實(shí)例作為編程指導(dǎo)，指引大家編寫(xiě)真正實(shí)用的程序。了解到大家對(duì)黑客程序、病毒、窗口類(lèi)程序比較感興趣，因此我就拿這些實(shí)例進(jìn)行講解?；诖蠹一径加肳indows XP SP3，我也就在這個(gè)系統(tǒng)上把程序調(diào)試成功后再給大家講解。編程環(huán)境，我還是喜歡VisualC++ 6.0

本書(shū)計(jì)劃從四個(gè)大的方面來(lái)講，這四個(gè)方面是：窗口類(lèi)、文件操作類(lèi)、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)、數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)。

都是時(shí)下流行的編程必備技術(shù)，也是軟件開(kāi)發(fā)者，必須掌握的技術(shù)。中間以實(shí)例講解，逐步學(xué)習(xí)，相信大家看完后會(huì)有很大的提高的。

第一章窗口類(lèi)程序的編寫(xiě)

這一章就先來(lái)講解下窗口類(lèi)程序的編寫(xiě)。因?yàn)楝F(xiàn)在程序沒(méi)有界面，就像人沒(méi)有臉面一樣，而且好的界面更能吸引人。從基本的界面開(kāi)始，相信能給大家指明出一條路的，使大家很容易地掌握窗口序的編寫(xiě)。其實(shí)界面設(shè)計(jì)利用VC 6.0 的MFC，很容易地制作出來(lái)。這里從底層開(kāi)始寫(xiě)代碼來(lái)寫(xiě)界面程序，使大家知道一些底層的東西，為以后學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)，相信您學(xué)了這些，再用VC 的MFC會(huì)得心應(yīng)手的。

1.1

用 C 寫(xiě)的第一個(gè)一個(gè)窗口程序

作為編程的開(kāi)始，我們還是以一個(gè)Hello World來(lái)開(kāi)始我們的學(xué)習(xí)之旅。代碼如下：

#include stdio.h

void main()

{

printf("Hello World!");

}

這是一個(gè)再簡(jiǎn)單不過(guò)的C程序了，只要有點(diǎn)C語(yǔ)言的知識(shí)就能夠懂的，不過(guò)這里估計(jì)還有些人，到現(xiàn)在還不知道#include

stdio.h中的頭文件stdio.h到底是什么東西，我就來(lái)說(shuō)下了，stdio.h是一個(gè)文本文件，存在于磁盤(pán)上的，已VC為例它的位置如下圖：

也許你聽(tīng)說(shuō)過(guò)printf（）函數(shù)是在stdio.h中預(yù)定義的，但是你見(jiàn)過(guò)其定義的形式?jīng)]有，沒(méi)有且看下圖

其定義形式，就如圖中所示，也許你并不懂前面那些東西是什么，不用擔(dān)心，以后我會(huì)慢慢解釋給大家的。函數(shù)是先定義才能使用的，所以stdio.h中定義printf函數(shù)，我我們?cè)谝昧藄tdio.h頭文件后就可以在程序中調(diào)用printf函數(shù)了。

上面是在命令行中顯示一個(gè)“Hello World!”,沒(méi)什么意思，下面我寫(xiě)一個(gè)窗口程序，顯示個(gè)Hello World!

#include windows.h

void main()

{

MessageBox(NULL,"Hello World!","我的第一個(gè)窗口程序",MB_OK);

}

編譯運(yùn)行后如下圖：

彈出的是一個(gè)對(duì)話框，上面有Hello World，還有一個(gè)標(biāo)題和一個(gè)“確定”按鈕。

當(dāng)然你會(huì)說(shuō)這對(duì)話框也算個(gè)窗口嗎？這里肯定的告訴你：是的，對(duì)話框是窗口程序的一個(gè)子集。你可能還會(huì)這樣問(wèn)，這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的窗口有啥用呢，其實(shí)這樣的窗口非常有用，我們?cè)诓僮饔?jì)算機(jī)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)一些警告或提示的對(duì)話框，都是基本是這種方法寫(xiě)出來(lái)的。就算是這個(gè)很簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)本來(lái)不就是有易向難，有淺顯深?yuàn)W去的過(guò)程嗎。

整個(gè)效果幾乎就是靠一個(gè)函數(shù)MessageBox的功勞。這里也先不介紹這個(gè)函數(shù)了，說(shuō)些其他的。

其實(shí)用C編寫(xiě)一些惡程序，就是把編程環(huán)境中所提供的一些函數(shù)熟悉了基本就可以了。用VC來(lái)寫(xiě)成序，其中的頭文件有很多，定義了很多Windows API 函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、宏，可以讓我們大家運(yùn)用，通過(guò)它們，我們可以快速開(kāi)發(fā)出使用的程序。這些Windows API在微軟的MSDN上查，上面有很多說(shuō)明，部分還有代碼示例。不會(huì)是可以輸入函數(shù)名，查找相關(guān)信息，建議大家用英文版的Library，因?yàn)槠鋬?nèi)容比中文版的全面，英語(yǔ)不好的同學(xué)呢，就先看中文了

中文MSDN:

英文MSDN:

到這里，我們就完成第一個(gè)有界面程序的編寫(xiě)，你感覺(jué)寫(xiě)有界面的程序難嗎？顯然不難。

下面看一個(gè)向鋒和波波感興趣的程序：九九乘法

采用命令行形式

#include “stdio.h”

int i=0,j=0;

for(i=1;i10;i++)

for(j=1;ji+1;j++)

printf(“%d*%d=%d\t”,j,i,j*i);

printf(“\n”);

和那個(gè)javascript效果都是一樣的，所以語(yǔ)言只要學(xué)好一樣，其他的就很容易旁通的，學(xué)習(xí)就撿一種學(xué)好，不要貪多。

好的，這一節(jié)就這樣吧，大家先各自了解下微軟的MSDN，對(duì)以后的學(xué)習(xí)會(huì)有很大的幫助的。

1.2 第一個(gè)真正的窗口程序

上一節(jié)中，我們用MessageBox函數(shù)輕松地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)對(duì)話框窗口，可能你會(huì)說(shuō)，那僅僅是個(gè)沒(méi)有用的對(duì)話框而已，是的，只是對(duì)話框而已。我之所以以一個(gè)對(duì)話框?yàn)槔?，是因?yàn)槲抑皇窍胱屇阒缹?xiě)一個(gè)有界面的程序并不是件難辦的事。明白了這一點(diǎn)后，我們繼續(xù)。今天來(lái)編寫(xiě)一個(gè)真正的窗口程序。

下面就該羅嗦一段了，由于大家以前并沒(méi)有寫(xiě)過(guò)什么窗口程序，寫(xiě)的都是命令行下的，我們知道在命令行下的程序都有一個(gè)主函數(shù)main，這個(gè)函數(shù)也就是程序的入口函數(shù)。我們現(xiàn)在用VC 6.0來(lái)寫(xiě)，而且要寫(xiě)窗口類(lèi)程序，VC 6.0給我們提供了一個(gè)專(zhuān)門(mén)用作窗口類(lèi)程序的入口函數(shù)WinMain()

這個(gè)函數(shù)原型是這樣的

int WINAPI WinMain(

HINSTANCE hInstance,

HINSTANCE hPrevInstance,

LPSTRlpCmdLine,

int nCmdShow

);

大家是不是感覺(jué)這個(gè)函數(shù)挺復(fù)雜的，有這么幾個(gè)參數(shù)，而像main好像就沒(méi)有參數(shù)。其實(shí)main是有參數(shù)，這個(gè)向鋒和小四是知道了的。但是main函數(shù)的參數(shù)是可以省略的，而WinMain是不可以省的。這里也要對(duì)VC6.0的編譯模式改下

看下圖

依次是“工程”→“設(shè)置”→“連接”，在“工程選項(xiàng)”里把console改為windows就可以了。如果認(rèn)真學(xué)了匯編，或是手寫(xiě)命令編譯連接過(guò)C程序，就會(huì)知道這是干什么的。Console是控制臺(tái)的意思，以前我們用mian函數(shù)寫(xiě)的程序都是以控制臺(tái)模式連接的，所以很少會(huì)有界面的?，F(xiàn)在我們要寫(xiě)有界面的程序，所以要選Windows（窗口）模式了。

我們寫(xiě)入以下代碼，并按照上面說(shuō)的方法去做，看看結(jié)果

#include "windows.h"

int WINAPI WinMain(HINSTANCEhInstance,

HINSTANCE hPreInstance,

LPSTR lpCmdLine,

int nShowCmd)

{

MessageBox(NULL,"WinMain創(chuàng)建的窗口程序","WinMain",MB_OK);

return0;

}

結(jié)果如下圖:

與第一節(jié)中的這段代碼代碼比較下

#include “windows.h”

void main()

{

MessageBox(NULL,"Hello World!","我的第一個(gè)窗口程序",MB_OK);

}

兩者比較下，后者多了個(gè)cmd窗口。可見(jiàn)用main寫(xiě)的并沒(méi)有完全脫離命令行呀。所以以后我們寫(xiě)窗口程序就用winmain了。

好了，轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，我們來(lái)看看WinMain()函數(shù)，其中有4個(gè)參數(shù)

先看下解釋?zhuān)床幻靼椎孟瓤赐辏?/p>

hInstance：應(yīng)用程序當(dāng)前事例的句柄。

hPrelnstance：應(yīng)用程序的先事例的句柄。對(duì)于同一個(gè)程序打開(kāi)兩次，出現(xiàn)兩個(gè)窗口第一次打開(kāi)的窗口就是先前實(shí)例的窗口。對(duì)于一個(gè)32的位程序，該參數(shù)總為NULL。

lpCmdLine：指向應(yīng)用程序命令行的空字符串的指針，不包括函數(shù)名。獲得整個(gè)命令行，參看GetCommandLine。

nCmdShow：指明窗口如何顯示（是隱藏還是顯示，有沒(méi)有最大化按鈕之類(lèi)的）。取值可以參考MSDN

這里我相信有一個(gè)詞大家好應(yīng)該比較陌生，句柄(HANDLE)是吧。下面我就來(lái)簡(jiǎn)單的說(shuō)下

句柄其實(shí)就是Windows系統(tǒng)中一個(gè)東西的唯一標(biāo)識(shí)。就是系統(tǒng)中有很多運(yùn)行的程序或者資源之類(lèi)的，為了更好的管理使用，Windows系統(tǒng)給它們每人一個(gè)ID一樣。懂得網(wǎng)頁(yè)制作的人應(yīng)該知道網(wǎng)頁(yè)中各個(gè)元素的ID吧，網(wǎng)頁(yè)的ID如果重復(fù)話可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。那么系統(tǒng)的句柄會(huì)不會(huì)有相同的，那是肯定不會(huì)有的了，就和我們的學(xué)號(hào)一樣，系統(tǒng)自動(dòng)分配每一個(gè)模塊的句柄，是不會(huì)相同的了。

對(duì)于句柄大家可以先這樣理解著，不用一下子搞懂得。以后學(xué)著學(xué)著就明白了。

估計(jì)大家對(duì)那幾個(gè)參數(shù)的類(lèi)型改犯迷糊了吧。其實(shí)那幾個(gè)類(lèi)型，并不是什么新類(lèi)型，都是Windows開(kāi)發(fā)人員為了自己和他人編程方便，同過(guò)基本的C語(yǔ)言語(yǔ)法定義一種新的結(jié)構(gòu)體，或者是共同體，再者就是枚舉類(lèi)型。我知道結(jié)構(gòu)體、共同體和枚舉類(lèi)型，很多老師是沒(méi)有講到的，因?yàn)樵跁?shū)的后邊，很多教C的，又是很垃圾的老師，所以不會(huì)講那么快的。其實(shí)結(jié)構(gòu)體這些數(shù)據(jù)類(lèi)型，就是通過(guò)我們常用的字符、整型、浮點(diǎn)等數(shù)據(jù)類(lèi)型構(gòu)造一個(gè)比較復(fù)雜的類(lèi)型而已，舉個(gè)例子，就是我們知道C沒(méi)有一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型可以描述一個(gè)人吧，那么我構(gòu)造一個(gè)是不是很方便我們編程呢。我們可以這樣構(gòu)造一個(gè)

struct People

{

intage;//年齡

charsex[2];//性別

intheight;//身高

……

}

我們這樣定義以后就可以在我們以后的程序中利用這個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型了，People zhangsan;把zhangsan的身高172放到zhangsan.height中。這樣可以方便完成很多工作。所以結(jié)構(gòu)體是很簡(jiǎn)單的，還有其他的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型也是很簡(jiǎn)單的，都是有常用的簡(jiǎn)單的類(lèi)型來(lái)結(jié)合到一起構(gòu)造一個(gè)復(fù)雜的而已。這和JAVA定義類(lèi)是很相似的，java定義個(gè)人類(lèi)，不是可以這樣的

public class People

{

publicint age;

publicstring sex;

publicheight;

……

}

看起來(lái)都差不多，而且用法也很相像。唯一的差別其實(shí)就是類(lèi)可以有方法，而結(jié)構(gòu)體是沒(méi)有的（經(jīng)過(guò)特殊處理也是可以的，這里不用考慮）。

上面是為了讓大家了解下復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型的定義，羅嗦了一大堆。下面來(lái)看下WinMain中第一個(gè)參數(shù)的類(lèi)型HINSTANCE這個(gè)只是個(gè)結(jié)構(gòu)體而已，實(shí)際上和HANDLE這個(gè)類(lèi)型差不多，但是有一點(diǎn)差別，而HANDLE是這樣typedef PVOID HANDLE;定義的，PVOID是什么呢，我們來(lái)看下typedef void *PVOID;說(shuō)明PVOID是一個(gè)指針，初始指向空（void）。因此可以知道句柄也是個(gè)指針而已?？粗@么復(fù)雜原來(lái)也只是指針。

這些都可以在微軟的msdn上查得到的，而且很詳細(xì)的

那個(gè)第二個(gè)LPSTR 根據(jù)字面上的意思就知道是字符串類(lèi)型了。查一查果然是。

大家一定要利用好msdn，很有用的。

本節(jié)就到此結(jié)束了，主要是說(shuō)明了一個(gè)WinMain函數(shù)和結(jié)構(gòu)體的事情，東西也不算太多，大家應(yīng)該能接受得了吧。下節(jié)就來(lái)點(diǎn)復(fù)雜點(diǎn)深點(diǎn)的東西，希望大家做好心理準(zhǔn)備。

1.3 窗口程序的編寫(xiě)

在來(lái)啰嗦之前，希望大家能夠做好準(zhǔn)備，這一節(jié)知識(shí)有點(diǎn)多，內(nèi)容有點(diǎn)長(zhǎng)。但愿大家能夠一口氣讀完，如果一口氣讀不完，那就換口氣接著讀。

上節(jié)中我們用MessageBox()就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)真正的窗口。MessageBox()中的原型如下：

Int MessageBox(HWND hWnd,

LPCTSTRlpText,

LPCTSTRlpCaption,

UINT uType);

參數(shù)解釋

hWnd 所屬對(duì)話框所屬窗口的句柄，如果是NULL，則此對(duì)話框不屬于任何一個(gè)窗口。

lpText 對(duì)話框窗口的顯示內(nèi)容。

lpCaption 對(duì)話框窗口的標(biāo)題。

uType 對(duì)話框的樣式和動(dòng)作（像是確定按鈕，還是取消按鈕就是設(shè)置這里的）

關(guān)于這個(gè)函數(shù)的細(xì)節(jié)可以看這里

到此為止，你也算是會(huì)了窗口程序的編寫(xiě)，但只是一個(gè)開(kāi)始，不過(guò)這已經(jīng)很好，可能會(huì)讓你感覺(jué)到了C的魅力，也可能會(huì)稍微解點(diǎn)C語(yǔ)言能干什么的疑惑。在開(kāi)始寫(xiě)代碼之前，我有必要把細(xì)節(jié)和原理先說(shuō)明下。

Windows下一個(gè)窗口創(chuàng)建的過(guò)程有以下幾個(gè)步驟：

1. 程序創(chuàng)建一個(gè)窗口，首先要向Windows系統(tǒng)注冊(cè)一個(gè)窗口類(lèi)wndclassex，其實(shí)就是定義一個(gè)變量，變量的類(lèi)型是WNDCLASSEX(結(jié)構(gòu)體)。該結(jié)構(gòu)體的定義與介紹看這里()，

typedef struct {

UINT cbSize;

UINT style;

WNDPROC lpfnWndProc;

int cbClsExtra;

int cbWndExtra;

HINSTANCE hInstance;

HICON hIcon;

HCURSOR hCursor;

HBRUSH hbrBackground;

LPCTSTR lpszMenuName;

LPCTSTR lpszClassName;

HICON hIconSm;

} WNDCLASSEX, *PWNDCLASSEX;

成員介紹

cbSize 值為sizeof(WNDCLASSEX),在調(diào)用GetClassInfoEx前必須要先設(shè)置它值。

style 窗口類(lèi)的樣式，它的值可以是窗口樣式值的任意組合。

可以有以下的值

lpfnWndProc 指向窗口處理函數(shù)（回調(diào)函數(shù)）。處理窗口事件，像單擊鼠標(biāo)會(huì)怎樣，右擊鼠標(biāo)會(huì)怎樣，都是由此函數(shù)控制的。

cbClsExtra 為窗口類(lèi)的額外信息做記錄，系統(tǒng)初始化為0。

cbWndExtra 記錄窗口實(shí)例的額外信息，系統(tǒng)初始為0.如果程序使用WNDCLASSEX注冊(cè)一個(gè)從資源文件里創(chuàng)建的對(duì)話框，則此參數(shù)必須設(shè)置為DLGWINDOWEXTRA

hIcon 窗口類(lèi)的圖標(biāo)，為資源句柄，如果設(shè)置為NULL，系統(tǒng)將為窗口提供一個(gè)默認(rèn)的圖標(biāo)。

hCursor 窗口類(lèi)的鼠標(biāo)樣式，為鼠標(biāo)樣式資源的句柄，如果設(shè)置為NULL，系統(tǒng)提供一個(gè)默認(rèn)的鼠標(biāo)樣式。

hbrBackground 窗口類(lèi)的背景刷，為背景刷句柄，也可以為系統(tǒng)顏色值，如果顏色值已給出，則必須轉(zhuǎn)化為以下的HBRUSH的值

· COLOR_ACTIVEBORDER

· COLOR_ACTIVECAPTION

· COLOR_APPWORKSPACE

· COLOR_BACKGROUND

· COLOR_BTNFACE

· COLOR_BTNSHADOW

· COLOR_BTNTEXT

· COLOR_CAPTIONTEXT

· COLOR_GRAYTEXT

· COLOR_HIGHLIGHT

· COLOR_HIGHLIGHTTEXT

· COLOR_INACTIVEBORDER

· COLOR_INACTIVECAPTION

· COLOR_MENU

· COLOR_MENUTEXT

· COLOR_SCROLLBAR

· COLOR_WINDOW

· COLOR_WINDOWFRAME

· COLOR_WINDOWTEXT

lpszMenuName 指向一個(gè)以NULL結(jié)尾的字符床，同目錄資源的名字一樣。如果使用整型id表示菜單，可以用MAKEINTRESOURCE定義一個(gè)宏。如果它的值為NULL,那么該類(lèi)創(chuàng)建的窗口將都沒(méi)有默認(rèn)的菜單。

lpszClassName 窗口類(lèi)的名字，字符串類(lèi)型。

hIconSm 小圖標(biāo)的句柄，在任務(wù)欄顯示的圖標(biāo)，可以和上面的那個(gè)一樣。

定義一個(gè)WNDCLASSEX類(lèi)型變量后，在給變量成員初始化后，我們就可以用

RegisterWindowEx(wndclassex)來(lái)注冊(cè)這個(gè)窗口類(lèi)了。

這個(gè)注冊(cè)過(guò)程，就和我們平常創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目一樣，都要先注冊(cè)才能創(chuàng)建。

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