『Linux升级路』进度条小程序

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系列专栏：Linux

人之为学，不日近则日退

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目录

一、预备知识

1.1缓冲区

1.2回车和换行

二、倒计时

2.1源代码

2.2注意事项

三、进度条

3.1源代码

3.2实际应用

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一、预备知识

1.1缓冲区

我们先观察两段代码的现象：

#include 
#include 
int main() 
{
    printf("Hello Linux!\n");                                                                                                                                                   
                                                                                                                                                                                              
    sleep(3);
    return 0;
}

 这段代码先执行printf函数，在屏幕上打印出Hellow Linux！，然后执行sleep函数让函数休眠3秒，最后程序结束。

#include 
#include 
int main() 
{
    printf("Hello Linux!");                                                                                                                                                   
                                                                                                                                                                                              
    sleep(3);
    return 0;
}

 通过上图我们可以看到，当我们去掉 ‘\n’ 对代码进行编译，程序先休眠了3秒，然后在屏幕上打印Hellow Linux！。由于去掉了‘\n’ ，也没有换行。

现象分析：

      看到上面的现象，大家一定会有很大的疑惑。难道程序是先执行了sleep函数，然后再去执行printf函数。这样的猜想是错误的，任何一个C语言程序，没有遇到选择和循环语句，都要严格按照顺序结构去执行，代码都是从上到下依次执行。所以一定是先执行printf函数，再执行sleep函数。那在休眠的3秒里，Hellow Linux！去了哪里呢？代码被保存在了缓冲区中，默认当程序结束的时候才会将缓冲区中的内容刷新出来，带 \n 就是要求把缓冲区的的数据立即刷新到显示器上。

• 缓冲区是一种用于临时存储数据的区域，通常用于临时保存数据以平衡数据处理速度不匹配的情况。 

1.2回车和换行

     回车和换行是两个与文本文件和文本编辑有关的控制字符，它们在不同的操作系统和编程环境中可能有不同的表现。

回车：将光标移动到当前行的开始（最左侧）

• 表示为ASCII字符 \r 。
• 在打字机时代，回车的原意是将打印头移动到行首，以便在同一行上写入新的文本。
• 在计算机中，回车通常表示将光标移动到当前行的开头，但不换行到新的一行。

换行：将光标水平方向保持不变，竖直方向向下平移一行。

• 表示为ASCII字符 \n
• 在打字机时代，换行的原意是将纸向上移动一行，以便在新的行上写入文本。
• 在计算机中，换行通常表示将光标移动到下一行的开头。

二、倒计时

2.1源代码

 学习了上面的知识，我们可以写一个倒计时的小程序。

源代码

#include 
#include 

int main()
{
    int cnt=9;
    while(cnt>=0)
    {
        printf("%d\r",cnt);
        sleep(1);
        cnt--;
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

效果演示

如上图，运行我们的程序，却没有想要的倒计时效果，这是因为我们没有刷新缓冲区，执行的结果都存放在缓冲区 。我们要使用fflush接口来刷新缓存区。

刷新缓冲区

任何一个C程序运行的时候都会默认帮我们打开以下三个流：

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

这三个流都是FILE*的指针，所以任何一个C程序运行的时候，操作系统会帮我们打开以上三个文件。我们只需要看stdout标准输出流，使用fflush接口刷新。

源代码

#include 
#include 
int main()
{
    int cnt = 9;
    while(cnt >= 0)
    {
        printf("%-2d\r",cnt);
        fflush(stdout);
        sleep(1);
        cnt--;
    } 
    printf("\n");                                                                                                                                                                         
    return 0;
}

 效果演示

2.2注意事项

格式化控制

     我们需要知道，往显示器上打印整型10，本质上是打印了字符1和字符0。因此打印10，会占用两个字符，而打印0~9只需要一个字符，所以 \r 回车之后只会覆盖一个字符，对第二个字符0始终没有影响，因此我们需要用%-2d来控制，每次打印两个位宽的字符， - 表示将这两个字符左对齐。如果不进行格式化控制，打印出来的结果将是下面这样：

三、进度条

3.1源代码

     我们实现的进度条进度条除了有进度的推进，还要有百分比提示和转动提示。

processBar.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 

#define NUM 103
#define BODY '='
#define HEAD '>'  

void processbar();

processBar.c

#include "processbar.h"//引用头文件
const char* lable = "|/-\\";//转动提示
void processbar()
{
    char bar[NUM];
    int cnt=0;
    memset(bar,'\0',sizeof(bar));

    int len=strlen(lable);
    bar[cnt]=HEAD;

    while(cnt<=100)
    {
        printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",bar,cnt,lable[cnt%len]);
        fflush(stdout);
        bar[cnt++]=BODY;
        if(cnt<100)
        {
            bar[cnt]=HEAD;                                                                                                                                
        }
        usleep(100000);
    }
    printf("\n");
}

3.2实际应用

     上面的代码只是演示进度条的原理，但是在实际中，进度条并不是这样用的。以下载东西为例，作为一个进度条，它本身并不知道下载了多少，它只会提供一个接口，在下载东西的时候，调用这个接口，然后将已经下载好的比率作为参数传给进度条模块，它会根据比率打印出对应的进度条样式。

processBar.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define NUM 103
#define BODY '='
#define HEAD '>'  

typedef void (*callback_t)(double);

void process_flush(double rate);

processBar.c

#include "processbar.h"//引用头文件
const char* lable = "|/-\\";//转动提示

char buffer[NUM] = {0};
void process_flush(double rate)
{
    static int cnt = 0;
    int n = strlen(lable);
    if(rate <= 1.0) buffer[0] = Head;
    printf("[\033[4;32;44m%-100s\033[0m][%.1f%%][%c]\r", buffer, rate, lable[cnt%n]);
    fflush(stdout);

    buffer[(int)rate] = Body;
    if((int)rate+1 < 100) buffer[(int)(rate+1)] = Head;
    if(rate>=100.0) printf("\n");

    cnt++;
    cnt%=n;
}

main.c

void download(callback_t cb) // 回调函数的形式
{
    srand(time(NULL)^1023);
    int total = FILESIZE;
    while(total)
    {
        usleep(10000); //下载动作
        int one = rand()%(1024*1024*10);
        total -= one;
        if(total < 0) total = 0;

        // 当前的进度是多少？
        int download = FILESIZE - total;
        double rate = (download*1.0/(FILESIZE))*100.0; // 0 23.4 35.6, 56.6
        cb(rate);
        //process_flush(rate);
        //printf("download: %f\n", rate); // rate出来了，应该让进度条刷新
    }
}

int main()
{
    download(process_flush);
    return 0;
}

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结语： 

     本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获，同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言，博主一定认真认真修改，以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。