§ Топ-уровень

Это простой класс для создания wav-файла с разной частотой (11025, 22050, 44100) и каналами (1-моно или 2-стерео). Здесь используется 8-битный диапазон звука (от 0 до 255).

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "wave.cc"

int main(int argc, char* argv[]) {

    Twave wave(44100, 1); // Моно, 44100 Гц
    for (int i = 0; i < 44100; i++) wave.add(i & 255); // Пилообразная волна
    wave.save("hello.wav");
    return 0;
}

§ Код класса

// 44 байта https://audiocoding.ru/articles/2008-05-22-wav-file-structure/
struct __attribute__((__packed__)) WAVEFMTHEADER {

    unsigned int    chunkId;        // RIFF 0x52494646
    unsigned int    chunkSize;
    unsigned int    format;         // WAVE 0x57415645
    unsigned int    subchunk1Id;    // fmt (0x666d7420)
    unsigned int    subchunk1Size;  // 16
    unsigned short  audioFormat;    // 1
    unsigned short  numChannels;    // 2
    unsigned int    sampleRate;     // 44100
    unsigned int    byteRate;       // 88200
    unsigned short  blockAlign;     // 2
    unsigned short  bitsPerSample;  // 8
    unsigned int    subchunk2Id;    // data 0x64617461
    unsigned int    subchunk2Size;  // Количество байт в области данных.
};

class Twave {

protected:

    unsigned int    frequency   = 44100;
    unsigned short  channels    = 2;
    unsigned int    wav_size    = 0;
    unsigned int    top         = 0;
    unsigned char*  data        = NULL;

public:

    // Инициализация настроек звука
    Twave(int _frequency = 44100, int _channels = 2) {

        frequency   = _frequency;
        channels    = _channels;
        top         = 0;
        wav_size    = 0;
        data        = NULL;
    }

    // Выгрузка из памяти
    ~Twave() {
        if (data) free(data);
    }

    // Добавить новый сэмпл
    void add(unsigned char lf, unsigned char rt = 0) {

        // Есть необходимость в динамическом увеличении памяти
        if (wav_size == 0) {

            top  = frequency * channels;
            data = (unsigned char*) malloc(top);

        } else if (wav_size >= top) {

            top *= 2;
            data = (unsigned char*) realloc(data, top);
        }

        if (channels >= 1) data[wav_size++] = lf;
        if (channels == 2) data[wav_size++] = rt;
    }

    // Сохранить файл с данными
    void save(const char* filename) {

        unsigned int _wavesize  = wav_size + 0x24;
        unsigned int _byteinsec = frequency * channels;

        struct WAVEFMTHEADER head = {
            0x46464952, // RIFF
            _wavesize,
            0x45564157, // WAVE
            0x20746d66, // Fmt
            16,         // 16=PCM
            1,          // Тип
            channels,   // Каналы
            frequency,  // Частота дискретизации
            _byteinsec, // Байт в секунду
            channels,   // Байт на семпл (1+1)
            8,          // Битность
            0x61746164, // "data"
            wav_size
        };

        FILE* fp = fopen(filename, "wb");
        if (fp) {

            fseek(fp, 0, SEEK_SET);
            fwrite(&head, 1, sizeof(WAVEFMTHEADER), fp);
            fwrite(data, 1, wav_size, fp);
            fclose(fp);
        }
    }
};