如何用C语言编写一个声音程序

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@小白创作中心

如何用C语言编写一个声音程序

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来源

https://docs.pingcode.com/baike/1105707

本文将详细介绍如何使用C语言和PortAudio库编写一个声音程序。从选择音频库、设置音频设备、生成音频数据到播放音频，每个步骤都有详细的代码示例和解释。

在C语言中编写声音程序的核心步骤包括：使用适当的库和API、设置音频设备、生成和处理音频数据、播放音频。下面将详细描述如何利用C语言和相关库编写声音程序。

一、使用适当的库和API

1.1 选择合适的音频库

编写声音程序需要使用音频处理库。常见的选择有以下几种：

PortAudio：一个跨平台的音频处理库，支持实时音频输入和输出。
SDL (Simple DirectMedia Layer)：一个跨平台的多媒体库，支持音频、视频和输入设备处理。
OpenAL (Open Audio Library)：一个跨平台的音频API，主要用于3D音频。

本文将以PortAudio为例，介绍如何编写声音程序。

1.2 安装和配置PortAudio

首先，下载并安装PortAudio库。可以从PortAudio官网下载适合你操作系统的版本。安装完成后，配置你的开发环境以便使用PortAudio。

二、设置音频设备

2.1 初始化PortAudio

在使用PortAudio之前，需要进行初始化操作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <portaudio.h>

int main(void) {
    PaError err;
    err = Pa_Initialize();
    if (err != paNoError) {
        fprintf(stderr, "PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
        return -1;
    }
    // 其他代码
    Pa_Terminate();
    return 0;
}

2.2 打开音频流

为了播放或录制音频，需要打开一个音频流。

PaStream *stream;
PaError err;
err = Pa_OpenDefaultStream(&stream,
                           0,          // 输入通道数
                           1,          // 输出通道数
                           paFloat32,  // 采样格式
                           44100,      // 采样率
                           256,        // 帧缓冲大小
                           NULL,       // 回调函数
                           NULL);      // 用户数据
if (err != paNoError) {
    fprintf(stderr, "PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
    Pa_Terminate();
    return -1;
}

三、生成和处理音频数据

3.1 生成音频数据

生成音频数据可以通过编写回调函数来实现。以下是一个简单的正弦波生成示例：

static int patestCallback(const void *inputBuffer, void *outputBuffer,
                          unsigned long framesPerBuffer,
                          const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
                          PaStreamCallbackFlags statusFlags,
                          void *userData) {
    float *out = (float*)outputBuffer;
    unsigned long i;
    static float phase = 0.0f;
    (void) inputBuffer; // 防止未使用警告
    for (i = 0; i < framesPerBuffer; i++) {
        *out++ = sin(phase);
        phase += 0.03f;
        if (phase >= 2.0f * M_PI) phase -= 2.0f * M_PI;
    }
    return paContinue;
}

在打开音频流时，需指定回调函数：

err = Pa_OpenDefaultStream(&stream,
                           0,          // 输入通道数
                           1,          // 输出通道数
                           paFloat32,  // 采样格式
                           44100,      // 采样率
                           256,        // 帧缓冲大小
                           patestCallback, // 回调函数
                           NULL);      // 用户数据
if (err != paNoError) {
    fprintf(stderr, "PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
    Pa_Terminate();
    return -1;
}

四、播放音频

4.1 开始音频流

打开音频流后，可以开始播放音频：

err = Pa_StartStream(stream);
if (err != paNoError) {
    fprintf(stderr, "PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
    Pa_Terminate();
    return -1;
}
printf("播放中，按任意键停止...\n");
getchar();

4.2 停止音频流

完成播放后，需停止并关闭音频流：

err = Pa_StopStream(stream);
if (err != paNoError) {
    fprintf(stderr, "PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
    Pa_Terminate();
    return -1;
}
err = Pa_CloseStream(stream);
if (err != paNoError) {
    fprintf(stderr, "PortAudio error: %s\n", Pa_GetErrorText(err));
    Pa_Terminate();
    return -1;
}
Pa_Terminate();