一個演奏樂曲的趣味小程序

今年4月24日，是我國發射第一顆人造地球衛星——“東方紅1號”，50週年的紀念日。讀了許多紀念文章，耳邊彷彿就響起“東方紅”的樂曲。忽然想起多年前寫過一個演奏樂曲的小程序，它讀取經過簡單翻譯的簡譜，然後利用PC機的揚聲器演奏出樂曲來。演奏的第一個樂曲就是“東方紅”。特地將程序放上來，紀念這個偉大的日子。

當時的想法有點奇怪，並不是直接讀譜演奏，而是讀譜以後生成另一個源程序，這個派生的源程序將音符和節拍，計算成音頻和延時後直接寫入代碼中，然後才演奏。當時也許是爲了分發最後生成的奏樂執行程序方便吧。現在原文照錄。

讀譜生成代碼的程序：genmusic.cpp.

#include<stdio.h>
#include<string>
#include<windows.h>
using namespace std;

class Piccolo {

private:
    int T;  // basic duration
    DWORD Hz[8]; 
    FILE *sp;    // file to read
    FILE *tp;    // file to write
    void gennote(int hz,int i,int t)             
    /* 讀簡譜生成奏樂文件。 hz代表音符，i代表音調：0爲低音，1爲正常，2爲高音。t代表節拍：1=0.25拍，2=0.5拍，3=0.75拍，4=1拍，以此類推。即t=節拍數x4 */
    {
       DWORD dhz,dur;
       dhz=Hz[hz];
       dur=60000/T/4*t;       // 調整節拍的時長。
       if (i==0) dhz=dhz/2;        //低音
       if (i==2) dhz=dhz*2;        //高音
       fprintf(tp,"    song.push_back(%d);\n",dhz);
       fprintf(tp,"    song.push_back(%d);\n",dur);
       printf("    Beep(%d,%d);\n",dhz,dur);  // print to screen
    }
public:
    Piccolo(void)
    {
		/* 基本音符的頻率 */
       Hz[1]=1300;
       Hz[2]=1463;
       Hz[3]=1625;
       Hz[4]=1733;
       Hz[5]=1950;
       Hz[6]=2167;
       Hz[7]=2438;
    }

    void genmusic(string sn)
    {
       DWORD hz,t,x;
       string sfn,tfn;
       sfn=sn+".txt";       // 讀入的簡譜文件，每個音爲一行：第一個爲音符，第二爲音調，第三爲節拍。-1代表結束。
       tfn=sn+".cpp";       // 產生的奏樂程序。根據簡譜計算出頻率和延時，產生Beep(hz,duration)函數

       if (sp=fopen(sfn.c_str(),"r")) {
           if (tp=fopen(tfn.c_str(),"w")) {
               fscanf(sp,"%d",&T);          // 首先讀入的是節拍的時長。一般100毫秒爲一個四分之一拍比較合適
               cout<<T<<endl; //printf("%d\n",T);
               fprintf(tp,"#include<stdio.h>\n");    // 寫入奏樂程序的包含文件
               fprintf(tp,"#include<vector>\n");
               fprintf(tp,"#include<windows.h>\n");
               fprintf(tp,"using namespace std;\n");
               fprintf(tp,"int main(void)\n{\n");
               fprintf(tp,"    vector<DWORD> song;\n");

               while(!feof(sp))
               {
                   fscanf(sp,"%d %d %d",&hz,&x,&t);
                   if(hz!=-1) {
                      cout<<hz<<' '<<x<<' '<<t<<endl; //printf("%d%c%d%c%d\n",hz,' ',x,' ',t);
                      gennote(hz,x,t); // 將每個音的音符、音調、節拍寫入奏樂程序
                   }
                   else break;
               }
               fprintf(tp,"    for(size_t sz=song.size(), i=0; i!=sz; i+=2) {\n      for(int j=0;j<song[i+1];j+=100) printf(\"+\");\n      Beep(song[i],song[i+1]);\n      printf(\"\\n\");\n    }\n");
               fprintf(tp,"    return 0;\n}");
               fclose(sp);
               sp=NULL;
               fclose(tp);
               tp=NULL;
           }
           else cout<<"Error：file "+tfn+" cannot be created."<<endl; // 在當前目錄沒有建立文件的權限
       }
       else cout<<"Error: file "+sfn+" is not found."<<endl;  // 簡譜文件不存在
    }
};

int main(void)
{
    Piccolo pic;
    pic.genmusic("dongfanghong");
    return 0;
}

簡譜文件：dongfanghong.txt。第一行是節拍的時長。一般100毫秒爲一個四分之一拍比較合適。跟着的就是簡譜。每個音爲一行：第一個爲音符（1、2、3、4、5、6、7），第二爲音調（0爲低音，1爲中音，2爲高音），第三爲節拍（1=0.25拍，2=0.5拍，3=0.75拍，4=1拍，以此類推）。-1代表結束。

100
5 1 4
2 1 4
1 1 4
7 0 2
6 0 2
5 0 4
5 1 4
2 1 4
3 1 2
2 1 2
1 1 4
1 1 2
6 0 2
2 1 2
3 1 2
2 1 2
1 1 2
2 1 2
1 1 2
7 0 2
6 0 2 
5 0 12
0 1 4
5 1 4
5 1 2
6 1 2
2 1 8
1 1 4
1 1 2
6 0 2
2 1 8
5 1 4
5 1 4
6 1 2
1 1 2
6 1 2
5 1 2
1 1 4
1 1 2
6 1 2
2 1 8
5 1 4
2 1 4
1 1 4
7 0 2
6 0 2
5 0 4
5 1 4
2 1 4
3 1 2
2 1 2
1 1 4
1 1 2
6 0 2
2 1 2
3 1 2
2 1 2
1 1 2
2 1 2
1 1 2
7 0 2
6 0 2
5 0 12
0 1 4
-1 -1 -1 

編譯並運行這個genmusic.cpp，生成奏樂程序源文件：dongfanghong.cpp。

#include<stdio.h>
#include<vector>
#include<windows.h>
using namespace std;
int main(void)
{
    vector<DWORD> song;
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1219);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(975);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1625);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1625);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1219);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(975);
    song.push_back(1800);
    song.push_back(4200400);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(300);
    song.push_back(2167);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(1200);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(1200);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(2167);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(2167);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(2167);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(1200);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1219);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(975);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1950);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1625);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(600);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1625);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1463);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1300);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1219);
    song.push_back(300);
    song.push_back(1083);
    song.push_back(300);
    song.push_back(975);
    song.push_back(1800);
    song.push_back(4200400);
    song.push_back(600);
    for(size_t sz=song.size(), i=0; i!=sz; i+=2) {
      for(int j=0;j<song[i+1];j+=100) printf("+");
      Beep(song[i],song[i+1]);
      printf("\n");
    }
    return 0;
}

編譯，運行這個dongfanghong.cpp程序，“東方紅”的樂曲就奏響了！