C语言代码：数字雨

在我们的日常生活中，雨水是我们经常遇到的一种自然现象。有时候，我们会在雨中漫步，欣赏那美丽的雨景。然而，在计算机世界里，我们如何用代码来模拟这种美丽的雨景呢？本文将通过一个简单的windows控制台程序，来展示如何实现一个模拟雨水下落的效果。

代码概览

本程序主要使用了Windows API和C语言。通过定义一个RAINDROP结构体来表示雨滴，并使用数组来存储一定数量的雨滴。程序的主要逻辑在main函数中实现，包括初始化控制台信息、随机设置雨滴初始位置和内容、实现雨滴下落过程、以及控制雨滴下落速度等。

关键技术点

• 结构体使用：通过定义RAINDROP结构体来存储雨滴的x、y坐标和字符内容，便于后续对雨滴的操控。
• 光标控制：使用SetConsoleCursorPosition函数来控制光标位置，实现雨滴的显示和移动。
• 颜色设置：使用SetConsoleTextAttribute函数来设置文本颜色，使雨滴呈现绿色。
• 时间随机性：利用rand()函数生成随机数，控制雨滴的位置和下落速度。
• 动画效果：通过定时器或Sleep函数实现时间的延迟，使雨滴呈现连续下落的效果。

详细实现

(1) 定义结构体：

typedef struct  
{  
    int x, y;  
    char ch;  
} RAINDROP;

定义了一个名为RAINDROP的结构体，用于存储每个雨滴的x、y坐标和字符内容。

(2) 初始化控制台信息

在main函数中，首先获取控制台的宽度和高度，为后续的雨滴下落提供参考。

RAINDROP raindropLine[BUFFER_SIZE];
HANDLE HOUT = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

(3) 随机设置雨滴初始位置和内容

使用rand()函数随机生成雨滴的初始位置和内容。例如：raindropLine[i].x = rand() % WIDTH;。

(4) 雨滴下落过程的实现

在主循环中，不断更新雨滴的位置，并利用光标控制和颜色设置来显示雨滴。例如：gotoxy(raindropLine[i].x, raindropLine[i].y); set_color(FOREGROUND_GREEN); putchar(raindropLine[i].ch);。同时，当雨滴下落过快时，重新设置其位置，使其重新开始下落。例如：if (raindropLine[i].y > HEIGHT + RAIN_LENGTH) raindropLine[i].x = rand() % WIDTH; raindropLine[i].y = rand() % HEIGHT;。

(5) 控制雨滴下落速度

通过Sleep(50)函数实现时间的延迟，使雨滴呈现连续下落的效果。同时，根据不同的显示分辨率调整雨滴的大小和下落速度。

(6) 高亮显示雨滴

为了使雨滴更显眼，使用FOREGROUND_GREEN|FOREGROUND_INTENSITY来设置高亮颜色。例如：set_color(FOREGROUND_GREEN|FOREGROUND_INTENSITY); putchar(raindropLine[i].ch);。

(7) 程序结束

在主循环结束后返回0，表示程序正常退出。例如：return 0;。

(8) 性能与优化

本程序的性能主要受到控制台刷新率和显示分辨率的影响。为了提高程序的性能表现，可以尝试以下优化措施：使用双缓冲技术减少屏幕刷新的次数；根据不同的显示分辨率调整雨滴的大小和下落速度；优化代码逻辑和数据结构等。 

效果展示：

完整代码：

#include <time.h>
#include <Windows.h>
#include <stdio.h>

const int BUFFER_SIZE = 100;
const int RAIN_LENGTH = 18;

typedef struct
{
    int x, y;
    char ch;
} RAINDROP;

RAINDROP raindropLine[BUFFER_SIZE];
HANDLE HOUT = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

void gotoxy(int x, int y)
{
    COORD pos;
    pos.X = x;
    pos.Y = y;
    SetConsoleCursorPosition(HOUT, pos);
}

void set_color(word wAttributes)
{
    SetConsoleTextAttribute(HOUT, wAttributes);
}

int main()
{
    CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO info;
    GetConsoleScreenBufferInfo(HOUT, &info);
    int HEIGHT = info.srWindow.Bottom;
    int WIDTH = info.srWindow.Right;
    srand((unsigned int)time(NULL)); // 使用当前时间作为随机数种子  
    for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) // 随机设置雨滴下落的位置和内容  
    {
        raindropLine[i].x = rand() % WIDTH; // 设置x坐标为随机数  
        raindropLine[i].y = rand() % HEIGHT; // 设置y坐标为随机数  
        raindropLine[i].ch = rand() % 2 + 48; // 设置雨滴内容为0或1的随机数，ASCII码48起为数字字符  
    }
    while (true)
    {
        for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; ++i)
        {
            if (raindropLine[i].y <= HEIGHT)
            {
                gotoxy(raindropLine[i].x, raindropLine[i].y);
                set_color(FOREGROUND_GREEN); // 设置雨滴颜色为绿色  
                putchar(raindropLine[i].ch); // 显示雨滴内容  
            }
            gotoxy(raindropLine[i].x, raindropLine[i].y - RAIN_LENGTH); // 擦除过长的雨滴，将光标移动到上一行位置  
            putchar(' '); // 在当前位置填充空白，为雨滴留出空间  
            raindropLine[i].y++; // 雨滴下落一行，增加y坐标值  
            raindropLine[i].ch = rand() % 2 + 48; // 重新生成随机数作为雨滴内容，生成0或1的随机数（ASCII码48起为数字字符）  
            if (raindropLine[i].y > HEIGHT + RAIN_LENGTH) // 如果雨滴下落过快，重新设置其位置，将y坐标设置为窗口顶部附近的位置（HEIGHT+RAIN_LENGTH）附近的值）                   
            {
                raindropLine[i].x = rand() % WIDTH; // 在窗口内随机设置新的x坐标值，让雨滴重新开始下落位置的随机分配过程 
                raindropLine[i].y = rand() % HEIGHT; // 在窗口内随机设置新的y坐标值，让雨滴重新开始下落位置的随机分配过程
                                                     // 如果雨滴位置仍然在窗口内，高亮显示，增加亮度                 
                gotoxy(raindropLine[i].x, raindropLine[i].y);
                set_color(FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_INTENSITY); // 高亮显示，增加亮度                
                putchar(raindropLine[i].ch);
            }
            if (raindropLine[i].y <= HEIGHT) // 如果雨滴位置仍然在窗口内，高亮显示，增加亮度            
            {
                gotoxy(raindropLine[i].x, raindropLine[i].y);
                set_color(FOREGROUND_GREEN | FOREGROUND_INTENSITY); // 高亮显示，增加亮度               
                putchar(raindropLine[i].ch);
            }
        }
        Sleep(50); // 暂停一段时间，以控制动画的速度，这里设置为50毫秒   
                 
    }
    return 0; // 程序结束，返回0表示正常退出程序  
}