مقدار

قم بتسجيل الدخول cs50.dev، انقر على نافذتك الطرفية، وقم بالتنفيذ cd بمفرده. يجب أن تجد أن مطالبة النافذة الطرفية الخاصة بك تشبه ما يلي:

$

التنفيذ التالي

wget https://cdn.cs50.net/2026/x/psets/4/volume.zip

من أجل تنزيل ملف ZIP يسمى volume.zip في مساحة الشيفرة الخاصة بك.

ثم نفذ

unzip volume.zip

لإنشاء مجلد يسمى volume. لم تعد بحاجة إلى ملف ZIP، حتى تتمكن من التنفيذ

rm volume.zip

ثم قم بالرد بـ "y" متبوعًا بـ Enter عند المطالبة لإزالة ملف ZIP الذي قمت بتنزيله.

الآن اكتب

cd volume

متبوعًا بـ Enter للانتقال إلى (i.e.، open) هذا الدليل. يجب أن تشبه مطالبتك الآن ما يلي.

volume/ $

إذا كان كل شيء ناجحًا، فيجب عليك التنفيذ

ls

وشاهد الملف المسمى volume.c. تنفيذ code volume.c الملف الذي ستكتب فيه الشيفرة الخاص بك لمجموعة المشكلات هذه. إذا لم يكن الأمر كذلك، قم بإعادة تتبع خطواتك ومعرفة ما إذا كان بإمكانك تحديد الخطأ الذي ارتكبته!

لاحظ ذلك أولاً تم إعداد volume.c بالفعل لاستقبال ثلاث وسيطات لسطر الأوامر، input, outputو factor.

• main يأخذ كلاً من int, argc، ومجموعة من char *س (سلاسل!)، argv.
• إذا argc، عدد الوسائط في سطر الأوامر بما في ذلك البرنامج نفسه، لا يساوي 4، سيقوم البرنامج بطباعة الاستخدام الصحيح له والخروج برمز الحالة 1.

int main(int argc, char *argv[])
{
    // Check command-line arguments
    if (argc != 4)
    {
        printf("Usage: ./volume input.wav output.wav factor\n");
        return 1;
    }

    // ...
}

التالي، volume.c يستخدم fopen لفتح الملفين المقدمين كوسيطات سطر الأوامر.

• من أفضل الممارسات التحقق مما إذا كانت نتيجة الاتصال fopen هو NULL. إذا كان الأمر كذلك، فهذا يعني أنه لم يتم العثور على الملف أو أنه لا يمكن فتحه.

// Open files and determine scaling factor
FILE *input = fopen(argv[1], "r");
if (input == NULL)
{
    printf("Could not open file.\n");
    return 1;
}

FILE *output = fopen(argv[2], "w");
if (output == NULL)
{
    printf("Could not open file.\n");
    return 1;
}

لاحقًا، يتم إغلاق هذه الملفات fclose. كلما اتصلت fopen، يجب عليك الاتصال لاحقًا fclose!

// Close files
fclose(input);
fclose(output);

قبل إغلاق الملفات، لاحظ أن لدينا بعض المهام.

// TODO: Copy header from input file to output file

// TODO: Read samples from input file and write updated data to output file

من المحتمل أنك ستحتاج إلى معرفة العامل الذي يتم من خلاله قياس مستوى الصوت، ولهذا السبب volume.c يقوم بالفعل بتحويل وسيطة سطر الأوامر الثالثة إلى ملف float لك!

float factor = atof(argv[3]);

أول مهمة يجب عليك القيام بها هي نسخ رأس ملف WAV من input واكتبها إليه output. أولاً، ستحتاج إلى التعرف على بعض أنواع البيانات الخاصة.

حتى الآن، رأينا عددًا من الأنواع المختلفة في لغة C، بما في ذلك int, bool, char, double, floatو long. ومع ذلك، داخل ملف رأس يسمى stdint.h هي تصريحات عدد من أخرى الأنواع التي تسمح لنا بتحديد الحجم (بالبتات) والإشارة (الموقعة أو غير الموقعة) لعدد صحيح بدقة شديدة. هناك نوعان على وجه الخصوص سيكونان مفيدين لنا عند العمل مع ملفات WAV:

• uint8_t هو نوع يخزن 8 بت (وبالتالي 8!) عدد صحيح غير موقع (i.e.، ليس سالبًا) (وبالتالي uint!). يمكننا التعامل مع كل بايت من رأس ملف WAV على أنه ملف قيمة uint8_t .
• int16_t هو نوع يخزن عددًا صحيحًا بعلامة 16 بت (i.e.، موجب أو سالب). يمكننا التعامل مع كل عينة من الصوت في ملف WAV كملف قيمة int16_t .

من المحتمل أنك ستحتاج إلى إنشاء مصفوفة من البايتات لتخزين البيانات من رأس ملف WAV الذي ستقرأه من ملف الإدخال. باستخدام uint8_t اكتب لتمثيل بايت، يمكنك إنشاء مجموعة من n بايت لرأسك مع بناء الجملة مثل

uint8_t header[n];

استبدال n مع عدد البايتات. يمكنك بعد ذلك استخدام header كوسيطة ل fread أو fwrite للقراءة أو الكتابة من الرأس.

تذكر أن رأس ملف WAV يبلغ طوله دائمًا 44 بايت بالضبط. لاحظ ذلك volume.c يعرّف بالفعل متغيرًا اتصلت به HEADER_SIZE، يساوي عدد البايتات في الرأس.

ما يلي هو تلميح كبير جدًا، ولكن إليك كيفية إنجاز هذه المهام!

// Copy header from input file to output file
uint8_t header[HEADER_SIZE];
fread(header, HEADER_SIZE, 1, input);
fwrite(header, HEADER_SIZE, 1, output);

مهمتك التالية هي قراءة العينات منها input، وقم بتحديث تلك العينات، ثم قم بكتابة العينات المحدثة إليها output. عند قراءة الملفات، من الشائع إنشاء "مخزن مؤقت" لتخزين البيانات مؤقتًا. هناك، يمكنك تعديل البيانات، وبمجرد أن تصبح جاهزة، يمكنك كتابة بيانات المخزن المؤقت في ملف جديد.

تذكر أنه يمكننا استخدام اكتب int16_t لتمثيل عينة من ملف WAV. لتخزين عينة صوتية، يمكنك إنشاء متغير مخزن مؤقت بصيغة مثل:

// Create a buffer for a single sample
int16_t buffer;

مع وجود مخزن مؤقت للعينات، يمكنك الآن قراءة البيانات فيه، عينة واحدة في كل مرة. حاول استخدام fread لهذه المهمة! يمكنك استخدام &bufferعنوان buffer، كوسيطة لـ fread أو fwrite للقراءة أو الكتابة من المخزن المؤقت. (تذكر أن يتم استخدام عامل التشغيل & للحصول على عنوان المتغير.)

// Create a buffer for a single sample
int16_t buffer;

// Read single sample into buffer
fread(&buffer, sizeof(int16_t), 1, input);

الآن، لزيادة (أو تقليل) حجم العينة، ما عليك سوى ضربها بعامل ما.

// Create a buffer for a single sample
int16_t buffer;

// Read single sample into buffer
fread(&buffer, sizeof(int16_t), 1, input);

// Update volume of sample
buffer *= factor;

وأخيرًا، يمكنك كتابة تلك العينة المحدثة إلى output:

// Create a buffer for a single sample
int16_t buffer;

// Read single sample from input into buffer
fread(&buffer, sizeof(int16_t), 1, input);

// Update volume of sample
buffer *= factor;

// Write updated sample to new file
fwrite(&buffer, sizeof(int16_t), 1, output);

هناك مشكلة واحدة فقط: ستحتاج إلى ذلك تابع قراءة عينة في المخزن المؤقت الخاص بك، وتحديث حجمها، وكتابة العينة المحدثة إلى ملف الإخراج بينما لا تزال هناك عينات متبقية للقراءة.

• ولحسن الحظ، وفقًا لوثائقه، سيُرجع fread عدد عناصر البيانات التي تمت قراءتها بنجاح. قد تجد هذا مفيدًا للتحقق منه عند وصولك إلى نهاية الملف!
• ضع في اعتبارك أنه لا يوجد سبب يمنعك من الاتصال fread داخل أ while حلقة مشروطة. يمكنك، على سبيل المثال، إجراء مكالمة إلى fread مثل ما يلي:

  while (fread(...))
  {
  
  }
  

هذا هو التلميح تمامًا، ولكن راجع ما يلي للحصول على طريقة فعالة لحل هذه المشكلة:

// Create a buffer for a single sample
int16_t buffer;

// Read single sample from input into buffer while there are samples left to read
while (fread(&buffer, sizeof(int16_t), 1, input) != 0)
{
    // Update volume of sample
    buffer *= factor;

    // Write updated sample to new file
    fwrite(&buffer, sizeof(int16_t), 1, output);
}

لأن إصدار C الذي تستخدمه يعامل القيم غير الصفرية على أنها true والقيم الصفرية كـ false، يمكنك تبسيط بناء الجملة أعلاه إلى ما يلي:

// Create a buffer for a single sample
int16_t buffer;

// Read single sample from input into buffer while there are samples left to read
while (fread(&buffer, sizeof(int16_t), 1, input))
{
    // Update volume of sample
    buffer *= factor;

    // Write updated sample to new file
    fwrite(&buffer, sizeof(int16_t), 1, output);
}