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C++面向对象语言自制多级菜单功能实现代码

作者：苦涩的心

菜单类主要负责菜单的创建、修改、删除,是包含菜单结构组织和响应函数的模型,用户拥有充分的自主性,可根据需要自定义菜单显示和响应函数,这篇文章主要介绍了C++面向对象语言自制多级菜单,需要的朋友可以参考下

因为要做一个小应用，需要一个菜单类，在网上找了许久，也没有找到一款心仪的菜单类，索性用C++语言，自制一个命令行级别的菜单类，并制作成库，现记录下来，供以后借鉴。

一、特性

二、代码实现

(一)菜单类

菜单类主要负责菜单的创建、修改、删除，是包含菜单结构组织和响应函数的模型，用户拥有充分的自主性，可根据需要自定义菜单显示和响应函数。其中菜单项使用vector容器数据结构，根据用户命令可进行菜单创建、修改、删除，而显示和响应函数则利用函数指针进行保存，体现了回调函数的特性。

/*
菜单类
(c) hele 2024
菜单类主要负责菜单的创建、修改、删除，是包含菜单结构组织和响应函数的模型，用户拥有充分的自主性，需要自定义菜单显示和响应函数
*/
class HeleMenu {
    private:
        void (*p_action)()=nullptr; //回调函数指针，菜单响应函数
        void (*p_display)(string &name, vector<string> &content, unsigned int &index)=nullptr;//回调函数指针，菜单显示函数
    public:
        string name; //当前菜单名称
        HeleMenu *p_father; //父节点指针，默认NULL        
        vector<string> p_childrenName; //下级菜单项名称，默认empty无下级菜单
        vector<HeleMenu *> p_children; //下级菜单项，默认empty无下级菜单  
        unsigned int index; //菜单项选择指示位，默认0      
        static HeleMenu * parseMenu(string bat, void (*p_display[])(string&, vector<string>&, unsigned int&), void (*p_action[])()); //解析脚本生成菜单
        HeleMenu(string name = "", HeleMenu *p_father = nullptr); //带菜单名称、父节点指针的构造函数，默认菜单名为无名，默认父节点值为空
        void addToMenus(); //添加菜单项到菜单本
        void addValue(string value); //添加菜单单个叶节点
        int addValues(vector<string> values); //添加菜单叶节点
        void changeValue(string value); //修改菜单叶节点
        HeleMenu *getChild(unsigned int index = 0); //获取指定序号的子节点，默认第0项子节点
        string getValue(); //获取菜单叶节点
        void removeAllItem(); //删除菜单所有节点
        void attachAction(void (*p_action)()); //添加动作回调函数
        void attachDisplay(void (*p_display)(string&, vector<string>&, unsigned int&)); //添加显示回调函数 0.菜单名，1.显示内容，2.选中项
        void action(); //菜单响应函数
        void display(); //菜单显示函数
};
/*解析脚本生成菜单*/
HeleMenu * HeleMenu::parseMenu(string bat, void (*p_display[])(string&, vector<string>&, unsigned int&), void (*p_action[])()) {
 vector<char> stack_simul; //符号栈
 vector<HeleMenu*> stack_p; //指针栈
 vector<string> stack_name; //名称栈
 HeleMenu * root = nullptr; //初始化根菜单指针
 uint8_t countAction = 0;
 for (uint8_t i = 0; i < bat.length();) {
  string name = ""; //菜单名
  uint8_t step = 0; //菜单名长，即距下次读取的步长
  char a = bat[i];
  if ('{' == a) { //有子菜单
   HeleMenu *father = nullptr;
   if (stack_p.size() > 0) { //有父菜单
    father = stack_p.back(); //弹出指针栈
   }
   if (stack_name.size() > 0) {
    name = stack_name.back(); //读取名称
   }
   HeleMenu * m1 = new HeleMenu(name, father); //构建菜单
   m1->attachDisplay(p_display[countAction]);
   m1->attachAction(p_action[countAction++]);
   m1->addToMenus();
   stack_simul.push_back('{'); //压入符号栈
   stack_p.push_back(m1); //压入菜单指针
   i++;
  } else if ('}' == a) { //子菜单结束
   stack_simul.pop_back(); //弹出符号栈
   root = stack_p.back(); //弹出菜单指针栈
   stack_p.pop_back();
   stack_name.pop_back(); //弹出名称栈
   i++;
  } else if (',' == a) {
   i++;
  } else { //若有菜单名或值
   for (uint8_t j = i; j < bat.length() && '{' != bat[j] && '}' != bat[j] && ',' != bat[j]; j++,step++) { //读菜单名或值
    name.append(&bat[0]+j,1); //适应中文
   }
   stack_name.push_back(name);
   i += step;
   if (stack_simul.size() > 0 && '{' == stack_simul.back() && ('}' == bat[i] || ',' == bat[i])) { //若为值
    stack_p.back()->addValue(name);
   }
  } 
 }
 return root;
}
/*带菜单名称、父节点指针的构造函数，默认菜单名为无名，默认父节点值为空*/
HeleMenu::HeleMenu(string name, HeleMenu *p_father) {
 this->name = name;
    this->p_father = p_father;
    this->index = 0;
    this->p_action = nullptr;
    this->p_display = nullptr;
}
/*添加菜单项到菜单本*/
void HeleMenu::addToMenus() {
 if (this->p_father != nullptr) {
  this->p_father->p_childrenName.push_back(this->name); //赋予菜单内容
  this->p_father->p_children.push_back(this); //将菜单指针注册到父菜单 
 }
}
/*添加菜单单个叶节点*/
void HeleMenu::addValue(string value) {
 this->p_childrenName.push_back(value);
 this->p_children.push_back(nullptr); //添加空指针，表示无下级菜单，即叶节点
}
/*添加菜单叶节点*/
int HeleMenu::addValues(vector<string> values) {
 unsigned int i = 0;
 for (; i < values.size(); i++) {
  this->p_childrenName.push_back(values[i]); //赋予值项
  this->p_children.push_back(nullptr); //添加空指针，表示无下级菜单，即叶节点
 };
 return i;
}
/*添加动作回调函数*/
void HeleMenu::attachAction(void (*p_action)()) {
 this->p_action = p_action;
}
/*添加显示回调函数*/
void HeleMenu::attachDisplay(void (*p_display)(string&, vector<string>&, unsigned int&)) {
 this->p_display = p_display;
}
/*菜单响应函数*/
void HeleMenu::action() {
 this->p_action(); //回调动作函数
}
/*将某项叶节点改成对应值，实现菜单动态显示*/
void HeleMenu::changeValue(string value) {
 this->p_childrenName.at(this->index) = value;
}
/*菜单显示函数*/
void HeleMenu::display() {
 this->p_display(this->name, this->p_childrenName, this->index); //回调显示函数，1.显示内容，2.选中项
}
/*获取指定序号的子节点*/
HeleMenu * HeleMenu::getChild(unsigned int index) {
 return this->p_children.at(index);
}
/*获取某项叶节点值，实现菜单动态显示*/
string HeleMenu::getValue() {
 return this->p_childrenName.at(this->index);
}
/*删除菜单所有节点*/
void HeleMenu::removeAllItem() {
 for(auto i:this->p_children) { //释放子节点内存
  free(i);
 }
 this->p_childrenName.clear();
 this->p_children.clear();
 this->index = 0; //序号防越界，恢复默认值
}

（二）菜单浏览器类

菜单浏览器类主要负责菜单结构的浏览导航。私有变量是2个菜单类指针，1个是根目录指针，1个是当前目录指针。

/*
菜单浏览器类
(c)hele 2024
菜单浏览器主要负责菜单结构的浏览
*/
class HeleMenuViewer {
 private:
  static HeleMenu *p_rootMenu, *p_currentMenu; //内置根菜单指针、当前菜单项指针
 public:
  static void init(HeleMenu *p_rootMenu); //初始化函数
  static HeleMenu * getCurrentMenu(); //获取当前菜单指针
  static HeleMenu * getRootMenu(); //获取根菜单指针
  static void gotoFather(); //跳转到父菜单
  static void gotoChild(); //跳转到子菜单，序号指示在菜单类里
  static void gotoChild(unsigned int index, unsigned int selected=0); //跳转到指定序号的菜单，默认其选中子菜单第0项
  static void gotoRoot(); //跳转到根菜单
  static void selectUp(); //向上选择
  static void selectDown(); //向下选择
  static void action(); //当前菜单响应
  static void display(); //显示当前菜单
};
/*初始化菜单管理类的内置根菜单和当前菜单指针为空指针*/
HeleMenu *HeleMenuViewer::p_rootMenu = nullptr;
HeleMenu *HeleMenuViewer::p_currentMenu = nullptr;
/*当前菜单响应*/
void HeleMenuViewer::action() {
    p_currentMenu->action();
}
/*显示当前菜单*/
void HeleMenuViewer::display() {
    p_currentMenu->display();
}
/*获取当前菜单指针*/
HeleMenu * HeleMenuViewer::getCurrentMenu() {
    return p_currentMenu;
}
/*获取根菜单指针*/
HeleMenu * HeleMenuViewer::getRootMenu() {
    return p_rootMenu;
}
/*跳转到父菜单*/
void HeleMenuViewer::gotoFather() {
    if (p_currentMenu->p_father != nullptr) {
        p_currentMenu = p_currentMenu->p_father;    
    }
}
/*跳转到子菜单，序号指示在菜单类里*/
void HeleMenuViewer::gotoChild() {
    if (p_currentMenu->p_children.size() > 0 && p_currentMenu->p_children[p_currentMenu->index] != nullptr) { 防止无子项
        p_currentMenu = p_currentMenu->p_children[p_currentMenu->index];
    }
}
/*跳转到指定序号的菜单，默认其选中子菜单第0项*/
void HeleMenuViewer::gotoChild(unsigned int index, unsigned int selected) {
    if (index < p_currentMenu->p_children.size()) { //防止越界
        p_currentMenu->index = index; //更新菜单指示位置
        gotoChild();
        if (selected < p_currentMenu->p_children.size()) {
            p_currentMenu->index = selected;
        }
    }
}
/*跳转到根菜单*/
void HeleMenuViewer::gotoRoot() {
    p_currentMenu = p_rootMenu;
}
/*初始化函数，为根菜单指针赋值*/
void HeleMenuViewer::init(HeleMenu *p_rootMenu) {
    HeleMenuViewer::p_rootMenu = p_rootMenu;
}
/*向下选择*/
void HeleMenuViewer::selectDown() {
    if (p_currentMenu->p_childrenName.size() > 0) { //防除0错误
        p_currentMenu->index = (p_currentMenu->index + 1) % p_currentMenu->p_childrenName.size();
    }
}
/*向上选择*/
void HeleMenuViewer::selectUp() {
    if (p_currentMenu->p_childrenName.size() > 0) { //防除0错误
        p_currentMenu->index = (p_currentMenu->index - 1 + p_currentMenu->p_childrenName.size()) % p_currentMenu->p_childrenName.size();
    }
}

(三)库的生成

网上的资料有很多了，在此仅简单记录。

##静态库生成与调用，用HeleMenu.cpp生成库##
#编译生成.o链接文件
g++ -c HeleMenu.cpp
#利用.o文件生成静态库，文件名必须以lib***.a形式命名
ar -crv libHeleMenu.a HeleMenu.o
#调用静态库生成目标程序
g++ -o main.exe CreateAndShowMenu.cpp -L . -lHeleMenu
g++ CreateAndShowMenu.cpp libHeleMenu.a -o main.exe
-------------------------------------------------
##动态库生成与调用，用HeleMenu.cpp生成库##
#生成.o链接文件
g++ -c HeleMenu.cpp
#利用.o文件生成动态库，文件名必须以lib***.so形式命名
g++ -shared -fpic -o libHeleMenu.so HeleMenu.o
#调用动态库生成目标程序
g++ -o main.exe CreateAndShowMenu.cpp -L . -lHeleMenu
g++ CreateAndShowMenu.cpp libHeleMenu.so -o main.exe
-------------------------------------------------
代码编译优化
-O0 禁止编译器优化，默认此项
-O1 尝试优化编译时间和可执行文件大小
-O2 更多的优化，尝试几乎全部的优化功能，但不会进行“空间换时间”的优化方法
-O3 在-O2基础上再打开一些优化选项
-Os 对生成文件大小进行优化。会打开-O2开的全部选项，除了那些会增加文件大小的

三、使用示例

主要有2种方法实现用户自定义的菜单类，共同点是attachDisplay和attachAction所带的参数均为用户自定义的函数。

（一）手动生成

/*手动生成菜单*/
HeleMenu *m1 = new HeleMenu();
m1->attachDisplay(display_root);
m1->attachAction(action_root);
HeleMenuViewer::init(m1); //初始化根菜单
//    
HeleMenu *m2 = new HeleMenu("历史记录",m1);
m2->attachDisplay(display);
m2->attachAction(action);
m2->addToMenus();
m2 = new HeleMenu("操作",m1);
m2->addValues({"保存","不保存"});
m2->attachDisplay(display);
m2->attachAction(action_operate);
m2->addToMenus();
m2 = new HeleMenu("菜单",m1);
m2->attachDisplay(display);
m2->attachAction(action);
m2->addToMenus();
m1 = m2; //构建下一层子菜单
m2 = new HeleMenu("对比度", m1);
m2->addValues({"1", "2", "3", "4"});
m2->attachDisplay(display_compare);
m2->attachAction(action_compare);
m2->addToMenus();
m1->addValues({/*对比度,*/ "全部清除","重启","关机"/*,"校准","关于"*/});
m2 = new HeleMenu("校准",m1);
m2->addValue("确认");
m2->attachDisplay(display);
m2->attachAction(action_adjust);
m2->addToMenus();    
m2 = new HeleMenu("关于",m1);
m2->addValue("(c)hele 2024\n这是一个菜单类，可以帮助你生成自定义菜单，同时还可以设置动作");
m2->attachDisplay(display);
m2->attachAction(action);
m2->addToMenus();
HeleMenuViewer::gotoRoot();     //到达根菜单
while (true) { //启动
    system("cls");
    HeleMenuViewer::display();
    HeleMenuViewer::action();
}

（二）脚本生成

主要利用菜单类parseMenu函数实现，写了1个解析器，可以实现菜单类的自动生成。

/*脚本生成菜单*/
void (*p_display[])(string&, vector<string>&, unsigned int&) = {/*root*/display_root, /*log*/display, /*operate*/display, /*menu*/display, /*constrast*/display_compare, /*adjust*/display, /*about*/display};
void (*p_action[])() = {/*root*/action_root, /*log*/action, /*operate*/action_operate, /*menu*/action, /*constrast*/action_compare, /*adjust*/action_adjust, /*about*/action};
HeleMenu *m1 = HeleMenu::parseMenu("{历史{},操作{save,unsave},菜单{对比度{1,2,3,4},clearAll,rePower,shutdown,校准{confirm},关于{(c)hele 2024，这是一个菜单}}}", p_display, p_action);
HeleMenuViewer::init(m1);
HeleMenuViewer::gotoRoot();     //到达根菜单
while (true) { //启动
    system("cls");
    HeleMenuViewer::display();
    HeleMenuViewer::action();
}

parseMenu所带的参数共3个，第1个是菜单结构字符串，也就是生成菜单结构的脚本，后面2个参数分别是显示函数指针数组和响应函数指针数组。为便于理解，下面我将用户自定义菜单结构展开：

{
    log{
    },
    operate{
        save,unsave
    },
    menu{
        constrast{
            1,2,3,4
        },
        clearAll,
        rePower,
        shutdown,
        adjust{
            confirm
        },
        about{
            (c)hele 2024
        }
    }
}

每一个'{'都意味着该项目有子菜单，每一个'}'意味着该菜单结束，每一个','都意味着有同级菜单，以上这3个符号均是关键词，均是英文字符。所有菜单除内容中间可以有空格外，其余地方不能有多余的空格。支持中文。

（三）演示

主要使用上、下、左、右、空格、回车、退出这些按键，只实现部分功能。

四、不足与展望

运用C++面向对象思维进行编程，代码体积大，效率低；

利用脚本生成菜单是个新颖的思路，但容错性不好，没有对脚本进行规范化的检查，对用户不友好；

可以利用ArduinoSTL库，将此库移植进Arduino系列单片机项目中；

使用了动态分配内存技术，对于RAM较小的单片机，容易内存溢出。

五、参考资料

到此这篇关于C++面向对象语言自制多级菜单的文章就介绍到这了,更多相关C++自制多级菜单内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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