在这里向大家介绍如何用C语言编写机器人。在这个过程中，将向大家介绍如何用AIROBOT 配套的代码编辑器来快速的创建机器人，并穿插讲解一些AIROBOT中的基本概念。

AI-RCJ编程入门之一--编写C 足球机器人

创建机器人
    通过工具-〉创建机器人项目 可以创建一个新的机器人。选择该菜单项后将出现创建机器人对话框。在第一个页面中可以指定项目类型（编程语言），项目名字等信息。
 
     这里我将这个机器人项目命名为First，项目类型选择C(Normal)。保留其他设置，点击完成按钮，这样一个新的机器人项目就创建好了。（具体细节可参考AIROBOT使用指南里面的说明）
项目创建完后将打开代码编辑器（CodeCanvas），在这里可以直接编辑和编译机器人。该代码编辑器特别适用于AIROBOT的初学者，它与AIROBOT很好的集成在了一起，降低了初学者创建和编译机器人的难度，使得大家可以更快的编写出自己的机器人。
 
     在代码编辑器左边的项目列表面板中将出现刚刚建立的机器人项目。沿着机器人项目的树形结构，你将看见自动生成的机器人文件First.c。系统自动生成了机器人程序的框架代码，您只要在相应的地方添加自己的代码，就可以轻松的编写机器人了。
 
让机器人动起来
    onTick函数是First.c中定义的一个函数，只要在onTick中加入相应的控制语句，就可以让机器人完成相应的动作。在onTick函数中加入这样一条语句：
void onTick(struct TickAction* action)
{
    move(8);
}
    在编辑完机器人源代码后，必须对源文件进行编译和连接，选择 构建-〉构建项目(F7)，这样对源文件的编译和连接就完成了。代码编辑器下方的控制台会输出相应的编译信息，如果有语法错误的话，在这里可以看到相应的提示，对代码进行修改。
    在AIROBOT中新建一场比赛，在包列表中选择first，然后在机器人列表中选择 First，选择我们刚刚编写的机器人参加比赛（如果没有看到我们刚刚编写的机器人，请按F5刷新机器人列表）。
 
    你会发现机器人会一直向前走，一直走到场地边缘。这是由于onTick函数中的move(8)语句造成的，move(8)的意思就是设置机器人移动的速度为8，这样机器人就会以这个速度向前移动。相反，如果把8改为 -5，机器人就会以5的速度向后移动。
    系统的执行是离散的，在每个时钟周期，系统都会调用机器人的onTick函数，意思是让机器人执行当前的操作。拿刚才的例子来说，在每个时钟周期，机器人的onTick函数都会被系统调用，那么onTick中的move(8)也就是每个时钟周期执行一次。这样就相当于每个时钟周期机器人都以8的速度向前移动，我们看到的效果就是机器人一直向前移动。
    当你再次打开代码编辑器的时候，可以打开以前创建的机器人项目。方法是 项目-〉打开项目，然后选择与你的机器人对应的项目配置文件文件就可以了，例如First.participant.xml（以participant.xml为后缀）。
    robots目录是系统默认的存放机器人的目录（开发目录），刚才生成的机器人文件存放在robots\First目录下，在该目录下有First.c文件，这就是你的机器人源文件，First.dll是First.c编译的结果，这个.dll是 AIROBOT所能识别的机器人。
 
让机器人踢球
    现在的机器人只会一直向前走，走到场地边缘就停止了，让我们来修改机器人的代码，实现让机器人去踢球。
修改过的First.c如下:
……
public void onTick(struct TickAction* action)
{
    moveTo(getBallX(), getBallY());
}
……
    moveTo函数的作用是控制机器人朝指定的坐标点移动，getBallX和getBallY函数返回球的X和Y坐标。在每个单位时间，机器人都向球所在的位置运动，机器人就会去撞球，这就达到了让机器人踢球的效果。当然，这个机器人可能会将球踢进自己的球门，我们必须加入一些逻辑，根据机器人的进攻方向来控制机器人（getAttack函数返回机器人的进攻方向），才能避免机器人将球踢进自己的球门。
 
Action处理函数
    我们可以看到，First.c中定义了一系列以on开头的函数，这些函数叫作Action处理函数。这些函数在特定的时刻由系统调用，例如onRoundBegin函数在一轮比赛开始的时候由系统调用，onHitWall函数在机器人撞倒场地边缘的时候由系统调用。
    系统的运行是离散的。系统内部有一个时钟，机器人可以通过getTime函数得到当前的时间，系统根据这个时钟调度来机器人运行。在每一个时钟周期，系统会根据当时的情况有选择的调用机器人的这些Action 处理函数，让机器人执行各种操作。正如前面的例子所演示的那样，我们可以在这些Action处理函数中加入控制机器人的各种语句，指挥机器人做各种动作（如前进，转动），在这些Action处理函数结束后，系统就会根据机器人所执行的动作更新机器人的状态（如方向，坐标）。
    机器人状态的变化也是离散的，拿机器人的方向来说，如果机器人的转动速度是10度/单位时间，现在的方向是10度，那么在下一个单位时间机器人的方向才会发生变化，变成20度，之所以这是离散的是因为方向没有连续的变化，而是直接从10度变到了20度。
    onTick函数是一个比较特殊的Action处理函数，这个函数在每个时钟周期都会由系统调用，而其他的Action处理函数并不是每个时钟周期都会由系统调用的，拿onHitWall来说，只有当机器人撞倒场地边缘的时候才会由系统调用。在一个时钟周期当中，可能会有多个Action处理函数被系统调用，在普通情况下，只有一个onTick函数会被系统调用。当有多个Action处理函数被系统调用的时候，onTick总是最后一个被调用的。由于onTick函数的这些特点，在一般的情况下，都是把控制机器人的各种语句（如move）放在onTick函数中，其他的Action处理函数只是起到辅助的作用。
 
机器人编程接口简介
    编写c/c++机器人时所使用的头文件存放在c/include中。
    其中最主要的是airobot/c/SimpleRobot.h文件，这个头文件声明/间接包含了一系列常用的函数。
    常用的控制函数：move(控制机器人移动)，turn（控制机器人转动）等。
    常用的获取信息的函数：getTime（得到当前的时间），getX（得到自己当前的X坐标)   getHeading（得到自己当前的方向）等。
    在机器人编程的过程中会用到很多数学知识，在commons/Math.h中声明了一系列常用的数学函数。如计算两点间的距离，两点连线的方向等。
    用户可以通过阅读C编程接口来获得更加详细的信息。
 
实现一个绕墙走的机器人
    要使机器人绕墙走，最简单的方法就是当机器人撞倒墙的时候，先使它停止移动，转动90度，然后再接着移动。这个机器人叫Walls。
    控制机器人转动的函数是void turn(double)，参数是机器人转动的速度。比如执行turn(turnVelocity)语句，那么机器人将以turnVelocity的角速度旋转。注意，系统使用的是弧度制，机器人转动的最大角速度是10度/单位时间，参数大于零则逆时针旋转，小于零则顺时针旋转，如果参数大于机器人转动的最大转动角速度的话，机器人则以最大角速度旋转。
    在这里我们将用到MathUtils.h中定义的double bearing(double heading, double base)函数，该函数返回heading相对base的夹角。用这个函数可以方便的计算出要转动到某个方向时需要转动的度数。
 
一种错误实现方案
    按照一般的思维逻辑，很容易采用类似下面将要介绍的实现方案。由于转向的动作是在撞墙的时候发生的，所以最直接的方案就是在onHitWall函数中让机器人转弯。
Wall.c的代码如下所：
void onRoundBegin(struct RoundBeginAction* action)
{
    move(8);
}
 
void onHitWall(struct HitWallAction* action)
{
    //headingTo表示要转动到的方向
    double headingTo = getHeading()+PI/2;
    //停止移动
    move(0);
    while(1)
    {
        //计算要转动的角度
        double angle = bearing( getHeading(), headingTo);
        //执行转动
        turn(angle);
        //当转到headingTo时退出循环
        if(fabs(angle)<0.0001) break;
    }
    //继续向前移动
    move(8);
}
    onRoundBegin函数在一轮战斗开始的时候被调用，该函数中的move(8)使得机器人一开始就一直向前走，直到撞倒墙。
    在onHitWall函数中，首先用一个变量headingTo记录要转动到的度数，也就是当前的方向加上PI/2，getHeading()返回机器人的当前方向。然后执行move(0)停止机器人的移动。接着的一个循环就是使机器人转动到headingTo这个方向上。最后执行move(8)让机器人继续向前移动。
    在循环中，首先用bearing函数计算要转动的度数，接着执行turn()操作，让机器人转动。注意，turn函数的参数是转动的速度，而不是转动的角度，这里将bearing计算出的角度直接传给turn函数，是因为当要转动的度数大于机器人转动的最大角速度时，把要转动的度数传入turn函数将使机器人以最快的速度转动，当要转动的度数小于机器人转动的最大角速度时，把要转动的度数传入turn函数将使机器人精确的转动指定的度数。当要转动的度数为0时(理论上是用angle==0来比较，不过考虑到浮点数的误差和编译器的实现，使用fabs(angle)<0.0001来处理)，则说明已经完成了转动，就可以退出循环了。
    从逻辑上说这种方案是没错的，代码也可以顺利的通过编译，在运行的时候，一开始机器人运动没问题，可是当机器人撞倒墙时就不正常了，机器人突然死亡。在控制台中可以看到系统输出的提示信息，机器人超时，被强行中止了。
    这是由于onHitWall中的循环造成的。前面已经提到过，在每个单位时间特定的Action处理函数会由系统进行调用。这种运行方式的前提是机器人的Action处理函数必须在一个单位时间内返回，只有这样系统才能在每个单位时间对机器人Action处理函数进行调用，然后更新机器人的状态。在onHitWall的循环中，由于转动90度需要9个单位时间，所以onHitWall没有在规定的时间结束，这违反了系统的运行规则，机器人被系统强行中止了。
    请大家记住这一点，不要在Action处理函数中，试图在完成超过一个单位时间的操作后再返回，这将使机器人被系统强行结束。
 
一种正确的解决方案
Walls.c的代码如下所：
//记录要转动到的方向
double headingTo;
 
void onTick(struct TickAction* action)
{
    double angle =  bearing(headingTo, getHeading());
    if(fabs(angle)>0.0001)
    {
        move(0);
        turn(angle);
    }
    else
    {
        turn(0);
        move(8);
    }
}
 
void onHitWall(struct HitWallAction* action)
{
    headingTo += PI/2;
}
在class Walls中定一个变量 headingTo，记录要转动到的方向。在onHitWall函数中，只是将这个变量headingTo加上PI/2，以此来修改移动的方向。
    在onTick函数中，首先计算机器人的当前方向和headingTo的夹角angle，如果fabs(angle)>0.0001，则说明机器人还没有转动到指定的方向上，则让机器人停止移动，执行转动操作。反之则说明机器人已经转动到了指定的方向上，则让机器人停止转动，继续向前移动。这样就实现了绕墙走的目的。
 
一些经验
    机器人主要由各种Action处理函数组成，一种比较好的编程方式是在除onTick函数以外的各种Action处理函数中收集所需的各种信息，然后在onTick函数中对这些信息进行加工处理，最后根据当前所掌握的信息来指挥机器人的运动。以这种方式编写的机器人结构比较清晰，容易对其进行扩展。
    println函数是调试机器人的有力工具，可是println函数不能接受像double, float, int, long等类型的参数，不过我们可以用sprintf函数来完成数值类型的输出，做法如下：
char buffer[50]; //字符串缓冲
sprintf(buffer, “my heading is : %lf”, getHeading());
println(buffer);
    首先要申明一个字符串缓冲buffer，然后用sprintf将要输出的数值格式化到buffer中，这样数值就转变成了字符串，当然还可以加入一些说明性的信息。然后把buffer作为参数调用println就可以了。