Cs61c Proj01
g– title: Game of Life date: 2025-2-12 16:45:00 +0800 categories: [cs61c, proj01] tags: [notebook] description: 20fall的cs61c的proj01是一个实现生命游戏的C语言程序，加深对指针的理解 pin: true —
Background
这个项目主要是将所给的 .ppm文件转换成一个 .gif动图来演绎Game of Life，这是一个由简单的规则展现极其复杂的最终结果的游戏
PPM Format
在本项目中将用格式为P3的PPM ASCII文件(有其他五种格式)，其具体格式如下
1
2
3
4
5
6
7
8
P3
4 5 //分别表示cols和rows，先列数后行数
255
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
255 255 255 255 255 255 255 255 255 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
第一行给出格式；第二行分别表示图像的列数和行数；第三行表示最大的比例，即表示我们的三种颜色值的范围是0~255；第四行到最后展示的是image，即图中每个像素(pixel)的R、G、B的数值大小。
Project Main Body
Part A1
A1部分相当于做一些准备工作，首先Color和Image两个结构体已经给出定义在头文件中如下
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
typedef struct Color
{
uint8_t R;
uint8_t G;
uint8_t B;
} Color;
typedef struct Image
{
Color **image;
uint32_t rows;
uint32_t cols;
} Image;
我们要完成的是从一张Image结构中读取图像信息、打印图像信息到stdout以及释放指针对应内存，这一块各个整形都用的是对应的uint，这是一种无符号整形，与int的区别是其位数不随系统变化而变化，如uint32_t就始终是32位的无符号整形
对文件进行操作要明白必要的函数的用法
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
//这是定义文件指针指向对应的文件，第一个参数即相对于工作目录的文件名称字符串，第二个参数
//即表示读取的模式，如"r"只读还有"w"和"a"等
FILE *fp = fopen("diary.txt", "r");
//从指定文件指针处读取文件内容，这和scanf差不多，都有对应的占位符和对应地址
//如下的buf是字符串，自然只需要放个变量名即可表示地址，而num加个&才能表示其对应地址
fscanf(fp, "%s %d", buf, &num);
//在完成指针操作后关闭该指针，也即释放指针所占的内存
fclose(fp);
在写这部分代码时遇到过几个点：
- 输入输出时uint32_t对应的占位符是%u，而uint8_t对应的占位符是%hhu
- 函数对应的类型都应该是指针类型的，如
Image *readData(char *filename)，因为结构体变量就像数组一样，名字只是个地址，不能用单纯整数赋值的方式进行函数调用 - 格式，格式，格式，这里跟PTA一样，在完成writeData()函数的时候，每行的结尾不能有多余空格
Part A2
完成转换对应像素为黑或白，其规则在说明文件中有，这里不赘述
跟A1部分有很多重合的点，在完成过程中多出的一个注意点在于
1
2
3
4
5
6
7
8
for(uint32_t i = 0; i < r; i++)
{
clr[i] = (Color *)malloc(c * sizeof(Color));
for(uint32_t j = 0; j < c; j++)
{
clr[i][j] = *evaluateOnePixel(image, i, j);
}
}
这是将新的Color指针完善的过程，对于每一个cell进行转换，调用刚刚写过的evaluate函数，但是这样有一个问题，在调用之后相当于完成了指向地址的变化，那么中间的地址就丢失了，但是堆上内存中还有，讲清楚一点可以如下所示
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
for(uint32_t i = 0; i < r; i++)
{
clr[i] = (Color *)malloc(c * sizeof(Color));
for(uint32_t j = 0; j < c; j++)
{
Color *c = evaluateOnePixel(image, i, j);
clr[i][j] = *c;
free(c);
}
}
将这过程展开就知道，上一个版本中的”c”丢失了，没有free掉造成堆上内存泄露，所以需要培养的好习惯就是不连续调用函数以防止这样的内存丢失情况，而检查内存丢失的过程可以由valgrind完成
Part B
过程和A2其实差不多，尤其是life函数与A2的一个函数几乎无二，有两个好的思想，分别一是这里的direction数组来表示8个方向的思想，二是将rule作为一个16进制输入来简化输入，而输入后转化为10进制并用位操作来展现8个邻居的状态
Congratulation!
到这里20fall的proj01就结束了，最后放一张用csh脚本convert出来的gif动图来标志这个项目的结束
