ODEで学ぶC言語２ [Step3：switch文とキー処理関数]

step3サンプルプログラムの実行画面

Step2でfor文を使った繰り返しを練習したので，ここではswitch文を使ったキー処理の方法を学びます．

ゲームなどではキーボードでレーザービームを発射したり，車を操縦しますね．ここでも，キーボードからのキー入力を処理する方法を学びます．

switch文とキー処理

新しく登場したのが11行目のcommand関数です．これは，キーボードからのキー入力を引数cmdとして受け取ります．このサンプルプログラムではswitch文を使いキー入力の値に応じて分岐させ違う処理をさせています．zが入力されると初期位置のz成分を0.1m増加させます．つまり，zキーを押すたびに直方体全体が上空へ上がっていきます．その下のbreak文は忘れないでください．その他のキーを入力するとdefaultにある”Input z key”という文字列がコンソール画面に表示されます．

なお、switch文の変わりにif文でもできますが、キー入力が増え分岐が多くなるとswitch文の方がすっきりした読みやすいプログラムを書けます。

乱　数

ODEとは関係ありませんが乱数も登場します．乱数を使う場合は”stdlib.h”をインクルードします．ここではtime()関数も使っているので”time.h”もインクルードしています．乱数を使用する場合は、まず，main関数の42行目にあるように乱数を初期化します．そのためにvoid srand(unsigned seed）関数を使います。引数seedは乱数を発生させる種を入れます．それが同じ値の場合は，常に同じ乱数系列が発生します．srand(time(NULL))は実行時に乱数の種を変更する一般的な方法です．

実際に乱数を発生させているのがsimLoop関数の30行目のrand関数です．rand関数のプロトタイプ宣言はint rand(void)なので引数は取らず，int型の値を返します．RAND_MAXは乱数の最大値なので，30行目は0以上1以下の乱数を発生させ，それを赤成分の値に代入します．従って，表示されている直方体（以下ボックスと表記）の赤成分の色だけが変わることになります．

今回は２つのことを学びました．特に乱数はゲームで使うと非常に面白いゲームになるのでしっかり覚えておきましょう．

でむ

/* step3 キー入力　switch文　*/
#include "dm3.h"
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

double R[12];  // 回転行列の要素が格納される配列
double p[3] = {0.0, 0.0, 0.05};   // 位置(x,y,z)[m]
double sides[3] = {0.1, 0.1, 0.1}; // 直方体のサイズ(x, y, z)[m]
double start_x = 0.0, start_y = 0.0, start_z = 0.0; // 初期位置

void command(int cmd)
{
    float xyz[3], hpr[3];
    switch (cmd) {
        case 'z':
            start_z += 0.1;
            break;
        default:
            printf("Input z key \n");
    }
}

void simLoop(int pause)        /***  シミュレーションループ　***/
{
  int i, j, num = 11;          // 直方体の数
  static float red = 0.0, green = 0.0, blue = 0.0; // 赤，緑，青成分

  for (i = 0; i < num; i++) {
      for (j = 0; j < num; j++) {
        red = (float) rand()/RAND_MAX;   // 赤成分を乱数で決定
        dsSetColor(red, green, blue);    // 色の設定
        p[0] = start_x;                  // 位置のx成分
        p[1] = i * 0.2 - 1.0  + start_y; // 位置のy成分
        p[2] = j * 0.2 + 0.05 + start_z; // 位置のz成分
        dsDrawBox(p,R,sides); // 直方体の表示
      }
  }
}

int main()         /*** main関数 ***/
{
  srand(time(NULL)); // 乱数の初期化

　// ウインドウの横，縦，シミュレーション関数，コマンド関数
  dmLoop(800, 600, simLoop, command);  
　return 0;
}

ホームワーク３

step3-100702b.zipをダウンロードして実行しよう．
jキーを押すと右，fキーを押すと左にボックス全体が移動するようにしよう．
３行（ｊの値が２）、４列（iの値が３）目のボックスだけをキー操作でx, y, z軸の正負方向へ移動できるようにしよう．つまり，６個のキーを割り当てるなければいけません．simLoop関数の中でif文を使う必要があります．
まず、ボックスを全て白色に変更し，乱数を使い１つのボックスだけ赤色に描画するプログラムを書こう．
[発展問題」　まず、ボックスを全て白にし、９から０までの数字を赤いブロックを複数使いカウントダウン表示しよう。０から９までの数字を表示する部分はそれぞれ関数にすること。