代码雨实现原理与代码分析

闲来无事，好奇代码雨是怎么实现的，早就听说是利用链表，但自己却想不出实现的思路，花了两个晚上把代码看完了，分析都在代码里，先看下效果吧。

在贴代码之前先简单说下代码，方便读者加深理解。

代码雨所用到的知识=简单的windows api + C/C++的循环双向单链表。

对，就是这么简单。当然读者也不必掌握windows api，代码都有注释，如果读者想理解的更深入的，可以百度下，我们主要的目的是理解代码雨的实现思路和逻辑结构。

#include <windows.h>

#define ID_TIMER 1
#define STRMAXLEN 25 //一个显示列的最大长度
#define STRMINLEN 8 //一个显示列的最小长度
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

//

typedef struct tagCharChain //整个当作屏幕的一个显示列,这是个双向列表
{
  struct tagCharChain *prev; //链表的前个元素
  TCHAR ch; //一个显示列中的一个字符
  struct tagCharChain *next; //链表的后个元素
}CharChain, *pCharChain;

typedef struct tagCharColumn
{
  CharChain *head, *current, *point;
  int x, y, iStrLen; //显示列的开始显示的x,y坐标,iStrLen是这个列的长度
  int iStopTimes, iMustStopTimes; //已经停滞的次数和必须停滞的次数,必须停滞的次数是随机的,其实就是每列的速度，速度=计时器大小*iMustStopTimes。
}CharColumn, *pCharColumn;

int main(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
  static TCHAR szAppName[] = TEXT("matrix");
  HWND hwnd;//窗口句柄
  MSG msg;//
  WNDCLASS wndclass;
  wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
  wndclass.lpfnWndProc = WndProc;
  wndclass.cbClsExtra = 0;
  wndclass.cbWndExtra = 0;
  wndclass.hInstance = hInstance;
  wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
  wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
  wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(BLACK_BRUSH);
  wndclass.lpszMenuName = NULL;
  wndclass.lpszClassName = szAppName;

  if (!RegisterClass(&wndclass))
  {
    MessageBox(NULL, TEXT("此程序必须运行在NT下!"), szAppName, MB_ICONERROR);
    return 0;
  }

  hwnd = CreateWindow(szAppName, NULL, WS_DLGFRAME | WS_THICKFRAME | WS_POPUP, 0, 0, GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN), GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN),
    NULL, NULL, hInstance, NULL);

  ShowWindow(hwnd, SW_SHOWMAXIMIZED); //最大化显示
  UpdateWindow(hwnd);
  ShowCursor(FALSE); //隐藏鼠标光标
  srand((int)GetCurrentTime()); //初始化随机数发生器

  while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
  {
    TranslateMessage(&msg);
    DispatchMessage(&msg);
  }

  ShowCursor(TRUE); //显示鼠标光标
  return msg.wParam;
}

TCHAR randomChar() //随机字符产生函数
{
  return (TCHAR)(rand() % (126 - 33) + 33); //33到126之间
}

int init(CharColumn *cc, int cyScreen, int x) //初始化,cyScreen屏幕高度
{
  int j;
  cc->iStrLen = rand() % (STRMAXLEN - STRMINLEN) + STRMINLEN; //显示列的长度
  cc->x = x + 3; //显示列的开始显示的x坐标
  cc->y = rand() % 3 ? rand() % cyScreen : 0; //显示列的开始显示的y坐标
  cc->iMustStopTimes = rand() % 6;//cc->iMustStopTimes = rand()%(200-100)+100;读者可以把速度调慢点，我调的是1s~2s，注意此时计时器需要调为10ms
  cc->iStopTimes = 0;
  cc->head = cc->current =(pCharChain)calloc(cc->iStrLen, sizeof(CharChain)); //分配连续iStrLen个CharChain类型空间

  for (j = 0; j<cc->iStrLen - 1; j++)//遍历 iStrLen-1 次
  {
    cc->current->prev = cc->point; //cc->point一个显示列的前个元素
    cc->current->ch = '\0';
    cc->current->next = cc->current + 1; //cc->current+1一个显示列的后个元素
    cc->point = cc->current++; //cc->point = cc->current; cc->current++;
  }
  cc->current->prev = cc->point; //最后一个节点
  cc->current->ch = '\0';
  cc->current->next = cc->head;
  cc->head->prev = cc->current; //头节点的前一个为此链的最后一个元素

  cc->current = cc->point = cc->head; //free掉申请的内存要用current当参数
  cc->head->ch = randomChar(); //对链表头的元素填充

  return 0;
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
  HDC hdc;

  //j 为一个显示链中除链表头外的在屏幕上显示的y坐标,temp绿色过度到黑色之用
  //ctn 用来确定一个显示链是否向下前进,如果等待次数超过必须等待的次数,ctn就代表要向下前进
  int i, j, temp, ctn;
  static HDC hdcMem;
  HFONT hFont;
  static HBITMAP hBitmap;
  static int cxScreen, cyScreen; //屏幕的宽度 高度.
  static int iFontWidth = 10, iFontHeight = 15, iColumnCount; //字体的宽度 高度, 列数
  static CharColumn *ccChain;

  switch (message)
  {
  //系统给消息处理程序发送的消息，每次窗口创建，有且只有1个WM_CREATE消息，所以只运行1次，可以在这里初始化滚动条，获取字体宽度、高度，创建子窗口、控件等等
  case WM_CREATE:
    cxScreen = GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN); //屏幕宽度
    cyScreen = GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN); //屏幕高度

    //hwnd调用，计时器命名为ID_TIMER，时间间隔10ms。给读者一个小技巧，因为10ms太小，读者难免很难发现玄机，所以建议读者在理解代码时将时间改为1000ms
    SetTimer(hwnd, ID_TIMER, 10, NULL);
    hdc = GetDC(hwnd);
    hdcMem = CreateCompatibleDC(hdc);
    hBitmap = CreateCompatibleBitmap(hdc, cxScreen, cyScreen);
    SelectObject(hdcMem, hBitmap);
    ReleaseDC(hwnd, hdc);

    //创建字体
    hFont = CreateFont(iFontHeight, iFontWidth - 5, 0, 0, FW_BOLD, 0, 0, 0, DEFAULT_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS,
      DRAFT_QUALITY, FIXED_PITCH | FF_SWISS, TEXT("Fixedsys"));

    SelectObject(hdcMem, hFont);
    DeleteObject(hFont);

    SetBkMode(hdcMem, TRANSPARENT); //设置背景模式为透明
    iColumnCount = cxScreen / (iFontWidth * 3 / 2); //屏幕所显示字母雨的列数
    ccChain = (pCharColumn)calloc(iColumnCount, sizeof(CharColumn));

    for (i = 0; i < iColumnCount; i++)
      init(ccChain + i, cyScreen, (iFontWidth * 3 / 2)*i);
    return 0;

  //计时器间隔10ms，该消息每隔10ms触发一次
  case WM_TIMER:
    hdc = GetDC(hwnd);
    PatBlt(hdcMem, 0, 0, cxScreen, cyScreen, BLACKNESS); //将内存设备映像刷成黑色,不理解含义可以注释此句再运行，对比一下即可

    for (i = 0; i<iColumnCount; i++)
    {
      ctn = (ccChain + i)->iStopTimes++ >(ccChain + i)->iMustStopTimes;

      (ccChain + i)->point = (ccChain + i)->head; //point用于遍历整个显示列

      SetTextColor(hdcMem, RGB(255, 255, 255));//第一个字符显示为白色
      TextOut(hdcMem, (ccChain + i)->x, (ccChain + i)->y, &((ccChain + i)->point->ch), 1);

      j = (ccChain + i)->y;
      (ccChain + i)->point = (ccChain + i)->point->next;
      //遍历整个显示列,将这个显示列里的字符从下往上显示
      temp = 0; //temp绿色过度到黑色之用

        //注意第二个判断条件，init函数里除了head节点，其他节点都是'\0'，正是第二个判断才给我们运行起初字母是一个一个增多的效果，读者可以换成下面的句子运行看看
      //while ((ccChain + i)->point != (ccChain + i)->head)
      while ((ccChain + i)->point != (ccChain + i)->head && (ccChain + i)->point->ch)
      {
        SetTextColor(hdcMem, RGB(0, 255 - (255 * (temp++) / (ccChain + i)->iStrLen), 0));
        TextOut(hdcMem, (ccChain + i)->x, j -= iFontHeight, &((ccChain + i)->point->ch), 1);
        (ccChain + i)->point = (ccChain + i)->point->next;
      }

      if (ctn)
        (ccChain + i)->iStopTimes = 0;
      else
        continue;

      (ccChain + i)->y += iFontHeight; //下次开始显示的y坐标 为当前的y坐标加上一个字符的高度

      //如果开始显示的y坐标减去 整个显示列的长度超过了屏幕的高度
      if ((ccChain + i)->y - (ccChain + i)->iStrLen*iFontHeight > cyScreen)
      {
        free((ccChain + i)->current);
        init(ccChain + i, cyScreen, (iFontWidth * 3 / 2)*i);
      }

      //链表的头 为此链表的前个元素,因为下次开始显示的时候 就相当于在整个显示列的开头添加个元素,然后再开始往上显示
      (ccChain + i)->head = (ccChain + i)->head->prev;
      (ccChain + i)->head->ch = randomChar();
    }

    BitBlt(hdc, 0, 0, cxScreen, cyScreen, hdcMem, 0, 0, SRCCOPY);
    ReleaseDC(hwnd, hdc);
    return 0;

  case WM_RBUTTONDOWN:
    KillTimer(hwnd, ID_TIMER);
    return 0;

  case WM_RBUTTONUP:
    SetTimer(hwnd, ID_TIMER, 10, NULL);
    return 0;

  //处理善后工作
  case WM_KEYDOWN: //任意键退出
  case WM_LBUTTONDOWN: //点击鼠标退出
  case WM_DESTROY:
    KillTimer(hwnd, ID_TIMER);
    DeleteObject(hBitmap);
    DeleteDC(hdcMem);

    for (i = 0; i<iColumnCount; i++)
      free((ccChain + i)->current);
    free(ccChain);
    PostQuitMessage(0);
    return 0;
  }

  return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
}

网上的代码都是一大抄啊，倒是没有发现几个人能把代码注释整理的清楚的，分析都在注释里，讲的很清楚，代码有点长，读者要耐心，其实一点都不难。如果存有疑问，可以底下留言。