【Linux旅行记】第一个小程序“进度条“！

博客主页：小智_x0___0x_

欢迎关注：点赞收藏✍️留言

系列专栏：Linux入门到精通

代码仓库：小智的代码仓库

---

一、预备知识

1.1回车换行

我们一般意义上的回车换行是两个概念，一般我们在C语言上的\n的作用是回车+换行，他把两个操作都做了，但是\转义字符也有别的的作用，我们一般回车是回车，换行是换行，两个是不同的概念。回车是指讲光标移动到当前行的最左侧开始位置，换行指的是光标水平方向保持不变，向下平移一行，C语言中有一个\r就是实现回车功能。

我们平时用的键盘上面有一个Enter的按键，这个按键就是实现了我们的回车＋换行的作用。

1.2缓冲区

我们先来看一段代码：

#include "processBar.h"
#include 
int main()
{
    printf("hello world\n");
   
   	sleep(2);
    
    return 0;                                                                             
}  

这个程序是输出一个hello world 然后再让程序休眠2秒，这里的sleep函数是系统函数功能是让程序休眠指定时间，我们可以通过man 3 sleep手册来查看sleep函数的使用方法。

我们来运行这个代码来看看效果：

这里可以看到的现象是，程序先完成了打印hello world再休眠两秒钟。

我们再来改改代码：

#include "processBar.h"
#include 
int main()
{
    printf("hello world");
   
    sleep(2);
    return 0;
}

这次我们把\n去掉，此时程序会是怎么样的呢，先打印还是先休眠，我们一起来验证一下：

可以看到我们把\n去掉之后程序是先休眠了两秒，接着再在显示器上打印出hello world，这次没有换行符，所以bash命令行就会紧接在hello world的后面。

那么事实真的是这样的嘛？

我们可以来想一想，一个C语言程序是严格按照代码顺序从上往下依次执行的，不管怎样都是这样，肯定是先执行打印printf在进行sleep休眠2秒，但是此时又有一个疑问了，为什么我们printf的内容没有显示出来呢？在我sleep期间hello world在哪里？

一定被保存起来了，那么要保存就一定需要内存空间，这里其实就是保存在来我们的缓冲区里面，这里的缓冲区是由C语言维护的一段内存

所以当程序执行结束的时候才会将缓冲区中的内容刷新出来。

那我们要强制刷新呢？

这里我们就要知道一个C语言程序运行会默认帮我们打开这三个流：

• stdin - - - -标准输入流(键盘)
• stdout - - - - 标准输出流(显示器)
• stderr - - - -标准错误流(显示器)

在我们平时使用文件操作的时候打开一个文件也是用的FILE *类型来打开文件。

那么我们要强制刷新就要用到这个函数fflush

这里刚好就是接收FILE* 类型。

具体操作：

#include "processBar.h"
#include 
int main()
{
    printf("hello world");
    fflush(stdout);
    sleep(2);
    return 0;
}

我们其实打印出的数据是往stdout中打印的，所以我们在printf后面紧接着一个fflush来强制刷新。

我们来运行看看现象：

可以看到这次我们是先显示出了hello warld再休眠两秒，bash的命令行才刷新出来。

总结：

• \n可以刷新缓冲区
• fflush可以强制刷新缓冲区
• 程序结束可以刷新缓冲区

二、倒计时

有了上面的基础我们可以简单的来实现一个倒计时：

#include "processBar.h"
#include 
int main()
{
    int cnt=10;//定义倒计时时间
    while(cnt>=0)
    {
        printf("%-2d\r",cnt);//%-2d 表示以两个字符位输出并以左对齐方式输出  `\r`表示只回车不换行
        fflush(stdout);//强制刷新缓冲区
        cnt--;
        sleep(1);//程序休眠1s
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

我们再来看看效果：

在这段代码中，%-2d\r的作用是实现倒计时效果。%-2d表示以两个字符位输出并以左对齐方式输出，%d是输出整数的占位符。\r表示回车到行首，即光标移到行首，而不换行。

因此，每次循环时，数字会被输出并覆盖上一次输出的数字，从而实现倒计时的效果。由于使用了\r回车到行首，所以数字输出在同一行上，不会换行。

另外，fflush(stdout)强制刷新缓冲区是为了确保每次输出都能够立即显示在屏幕上，而不是留在缓冲区中等待下一次输出。sleep(1)函数是让程序休眠1秒钟，以便实现倒计时效果。

三、进度条

设计思路：

1. 确定进度条的显示方式，例如使用字符 ‘#’ 表示进度条的进度。
2. 确定进度条的长度，例如设定进度条长度为100个字符。
3. 计算进度条的进度，例如已完成任务的百分比为 50%，则进度条应该显示50个 ‘#’ 字符。
4. 每次更新进度条时，先将光标移动到行首，然后输出当前进度条的状态，再将光标移回到行首，以便下一次更新。
5. 可以使用定时器或者其他方式控制进度条的更新速度，例如每隔1秒更新一次进度条。

3.1普通版本源代码

processBar.h

#pragma once 
#include
#define NUM 102 // 进度条长度
#define TOP 100 // 进度条最大值
#define BODY '=' // 进度条已完成部分的字符
#define RIGHT '>' // 进度条右边界的字符

// 进度条函数的声明
extern void processbar(int speed);

processBar.c

#include "processBar.h"
#include 
#include 
// 进度条的四种状态，即 |、/、-、\
const char *lable="|/-\\";

void processbar(int speed)
{
    char bar[NUM]; // 存储进度条的字符数组
    memset(bar,'\0',sizeof(bar)); // 初始化进度条数组
    int len = strlen(lable); // 计算进度条状态的长度
    int cnt = 0; // 进度条的当前值
    while(cnt <= TOP) // 当进度条的当前值小于等于最大值时，继续循环
    {
        printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",bar,cnt,lable[cnt%len]); // 输出进度条信息
        fflush(stdout); // 刷新缓冲区，使得程序能够立即输出
        bar[cnt++]= BODY; // 将 BODY 字符加入到进度条数组中，并将当前值加1
        if(cnt<100) bar[cnt] = RIGHT; // 当进度条未达到100%时，在进度条的末尾加上 RIGHT 字符，防止有边界越界
        usleep(speed); // 程序休眠一段时间，以控制进度条的更新速度
    }
    printf("\n"); // 输出提示信息，任务已完成
}

main.c

#include "processBar.h"
#include 
int main()
{

    processbar(100000);
    
    return 0;
}

代码效果:

3.2高级版本源代码

在现实中进度条是表示我们下载某些文件的进度，所以进度不是由我们自己来决定的需要，所以我们需要写一个进度条接口来接收当前下载的百分比，进而通过调用函数来打印出当前的进度。

plus版本：

processBar.h

#pragma once 
#include
#define NUM 102 // 进度条长度
#define TOP 100 // 进度条最大值
#define BODY '=' // 进度条已完成部分的字符
#define RIGHT '>' // 进度条右边界的字符

extern void processbar(int rate);

processBar.c

#include "processBar.h"
#include 
#include 

// 进度条的四种状态，即 |、/、-、\
const char *lable="|/-\\";

// 存储进度条的字符数组，初始化为0
char bar[NUM]={0};

void processbar(int rate)
{
    if(rate < 0 || rate > 100) return; // 判断进度条的值是否在合法范围内
    int len = strlen(lable); // 计算进度条状态的长度
    printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",bar,rate,lable[rate%len]); // 输出进度条信息
    fflush(stdout); // 刷新缓冲区，使得程序能够立即输出
    bar[rate++]= BODY; // 将 BODY 字符加入到进度条数组中，并将当前值加1
    if(rate<100) bar[rate] = RIGHT; // 当进度条未达到100%时，在进度条的末尾加上 RIGHT 字符，防止有边界越界添加
}

main.c

#include "processBar.h"
#include 
int main()
{
    
    int total = 1000;//要下载的总进度
    int curr = 0;//初始进度

    while(curr <= total)
    {
         processbar(curr*100/total);
         curr+=10;//每次下载10
         usleep(50000);//模拟下载花费的时间
    }
    printf("\n");
	return 0;
}

plusplus版本：

processBar.h

#pragma once 
#include
#define NUM 102 // 进度条长度
#define TOP 100 // 进度条最大值
#define BODY '=' // 进度条已完成部分的字符
#define RIGHT '>' // 进度条右边界的字符

// 进度条函数的声明
extern void processbar(int rate);
extern void initbar();

processBar.c

#include "processBar.h"
#include 
#include 
// 定义了一些控制台输出颜色的宏
#define NONE "\033[m"
#define RED "\033[0;32;31M"
#define GREEN "\033[0;32;32m"
#define LIGHT_BLUE "\033[1;34m"
#define LIGHT_PURPLE "\033[1;35m"

// 进度条的四种状态，即 |、/、-、\
const char *lable="|/-\\";

// 存储进度条的字符数组，初始化为0
char bar[NUM]={0};

// 进度条函数的具体实现部分，实现了进度条的显示、刷新、更新等功能
void processbar(int rate)
{
    if(rate < 0 || rate > 100) return; // 判断进度条的值是否在合法范围内
    if(rate==0) initbar(); // 如果进度条为0，则初始化进度条数组
    int len = strlen(lable); // 计算进度条状态的长度
    printf("["LIGHT_BLUE"%-100s"NONE"]""[%d%%][%c]\r",bar,rate,lable[rate%len]); // 输出进度条信息，带有颜色
    fflush(stdout); // 刷新缓冲区，使得程序能够立即输出
    bar[rate++]= BODY; // 将 BODY 字符加入到进度条数组中，并将当前值加1
    if(rate<100) bar[rate] = RIGHT; // 当进度条未达到100%时，在进度条的末尾加上 RIGHT 字符，以便显示进度条的右边界
}

// 初始化进度条数组
void initbar()
{
    memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}

main.c

#include "processBar.h"
#include 

// 定义了一个函数指针类型 callback_t
typedef void (*callback_t)(int);

// 模拟一种安装或者下载的任务
void downLoad(callback_t cb)
{
    int total = 1000; // 总大小为1000MB
    int curr = 0;     // 当前下载大小为0MB

    while(curr <= total)
    {
        usleep(50000);  // 模拟下载花费的时间
        int rate = curr*100/total; // 计算当前下载进度

        cb(rate); // 通过回调函数展示进度

        curr += 10;     // 循环下载了一部分
    }
    printf("\n"); // 输出提示信息，任务已完成
}

int main()
{
    printf("donwnload 1: \n");
    downLoad(processbar); // 下载任务1，回调函数为 processbar
    printf("donwnload 2: \n");
    downLoad(processbar); // 下载任务2，回调函数为 processbar
    printf("donwnload 3: \n");
    downLoad(processbar); // 下载任务3，回调函数为 processbar
    printf("donwnload 4: \n");
    downLoad(processbar); // 下载任务4，回调函数为 processbar
    
    return 0;
}

上面的代码实现了一个简单的下载任务，并通过回调函数 processbar 实现了下载进度的显示。代码主要分为以下几个部分：

1. 头文件部分，包含了 stdio.h 头文件和 processBar.h 头文件，以及一些宏定义。

2. 进度条函数的声明部分，声明了进度条函数 processbar 和初始化进度条数组的函数 initbar。

3. 进度条函数的具体实现部分，实现了进度条的显示、刷新、更新等功能。这部分代码和之前相同。

4. 初始化进度条数组的函数 initbar 的具体实现部分。这个函数只是简单地将进度条数组清零。

5. 主函数部分，模拟了四个下载任务，并通过回调函数 processbar 展示下载进度。具体来说，这部分代码主要做了以下几件事情：

   • 调用 downLoad 函数模拟四个下载任务，并将回调函数设置为 processbar。

   • 在每个下载任务开始时输出提示信息。

   • 在每个下载任务结束时输出提示信息。

代码运行效果：

小结

今天我们学习了"Linux进度条小程序"相信大家看完有一定的收获。种一棵树的最好时间是十年前，其次是现在！ 把握好当下，合理利用时间努力奋斗，相信大家一定会实现自己的目标！加油！创作不易，辛苦各位小伙伴们动动小手，三连一波~~~，本文中也有不足之处，欢迎各位随时私信点评指正！