【Linux】从零开始：编写你的第一个Linux进度条小程序

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文章目录

一、知识铺垫
- 1.1 回车与换行概念
- 1.2 缓冲区
二、实现简单倒计时
三、进度条
- 3.1 Verrsion1:进度条实现
- 3.2 下载场景
- - 3.2.1 Main.c
  - 3.2.2 Version2:进度条实现

在Linux编程的学习过程中，制作一个进度条小程序是入门的好选择。本教程将从零开始，带你轻松实现第一个Linux进度条，感受编程的乐趣与成就

一、知识铺垫

1.1 回车与换行概念

在这里插入图片描述

【回车】：回到该行首位置
【换行】：跳转到下一行

在编程中，转义字符\r表示回车符，将光标移动到行首，而\n表示换行符，将光标移动到下一行首。其中\n完成了两种行为:换行和回车。

1.2 缓冲区

在计算机中，缓冲区是一个临时存储区域，用于存放数据以便于处理。

在显示器上下文中，缓冲区主要指的是显存（视频内存），用于存储即将显示的图像或文本内容。这样，系统可以先将所有待显示的数据加载到缓冲区，然后一次性地将其刷新到屏幕上，以提高显示效率和流畅度。

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二、实现简单倒计时

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{int cnt = 9;while (cnt >= 0){printf("%d\r", cnt);cnt--;sleep(1);}return 0;
}

实现一个简单动态效果的倒计时，动态效果就是在同一个位置不断数据进行刷新，达到动态效果。代码转义字符部分，不采用\n，而是\r。由于\n会换行，无法达到同一位置不断数据进行刷新的目的，而\r会在本行返回行首。

【数据没有显示】

由于存在 \r 转义字符，虽然数据会被打印出来，但光标会被移回到行的最左侧。这意味着后续打印的内容将覆盖当前行的开头部分。（打印-光标回到行首-打印覆盖）

【fflush强制刷新】

如果使用\r时数据没有显示，可能是因为终端的刷新机制。有时输出缓冲区没有立即刷新。你可以在每次打印后调用fflush(stdout);来强制刷新输出缓冲区。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{int cnt = 10;while (cnt >= 0){printf("%2d\r", cnt);fflush(stdout); // 刷新输出缓冲区cnt--;sleep(1);}printf("\n倒计时结束！\n");return 0;
}

【数据没有完全被覆盖】:由于字符10到字符0~9中，会出来一个字符没有被覆盖，这里可以通过在d前面填加数据，确保数据被覆盖完全。

三、进度条

设计进度条初步想法：有特殊字符表示进度和目前进度占比及其旋转光标。

在这里插入图片描述
【在makefile文件】

在makefile文件中，头文件不用出现，头文件本身就在我的当前目前下，目录下进行编译，你的原文件已经证明了，#include这个源文件”是在当前目录下的，对此我们makefile文件不需要存在。@^就是代表整个依赖文件，中间需要空格进行隔开。

3.1 Verrsion1:进度条实现

“Version1是用于搭建大体轮廓”，并不是完善好的版本。

#include"Process bar.h"#define Length 101//设计缓冲区长度，其中为'\0'多开一块空间
#define Style '#'//设计进度条状态，显示特殊字符const char* lable = "|/-\\";
//version1
void ProcessBar()
{char bar[Length];//定义缓冲区memset(bar, '\0', sizeof(bar));//设置缓冲区初始数值，清空缓冲区数据操作int len = strlen(lable);int cnt = 0;while (cnt <= 100){printf("[%100s][%d%%][%c]\r", bar,cnt,lable[cnt%len]);fflush(stdout);bar[cnt++] = Style;usleep(10000);}printf("\n");
}

[\r、fflush部分]：前期工作，在代码部分进行注释说明。这里主要是针对循环体进行说明。首先是\r和fflush使用上，该点倒计时有过分享，就是需要使用fflush刷新缓冲区数据，提前将数据进行打印，否则由于\r光标回退，新内容进行覆盖，出现无法观察到数据出现情况。

[usleep函数部分]

usleep函数，同sleep函数效果是一致的。由于使用sleep导致程序休眠时间过长，进度条特殊字符缓慢。

usleep在休眠的时间单位叫做:micro second微秒
时间单位转换：1秒等于1000毫秒 1毫秒等于1000微秒

[printf输出格式部分]

[%-100s]：如果是单纯%s，会导致右括号跟特殊字符增多，而跟着跑。这里选择预留空间，使得特殊字符在预留空间部分进行跑动。由于printf默认字符串输出为右对齐，特殊字符从右向左输出打印，可以使-表示左对齐，解决这个问题。
[%3d%%]：添加比例，确保进度条进度卡住，通过旋转光标得知，进度条还是进行。同时添加数字，确保有充足空间。

[const char *lable ="|/-\ \ "] :这里\需要使用\的字面值

3.2 下载场景

由于进度条需要配合场景进行使用，现在我们设计一个下载文件的场景。

3.2.1 Main.c

void download()
{double filesize = 100 * 1024 * 1024 * 1.0;//下载文件总大小double current = 0.0;//当前下载进度double bandwidth = 1024 * 1024 * 1.0;//带宽printf("download begin, current: %lf\n", current);while (current <= filesize){ProcessBar(filesize, current);usleep(100000);current += bandwidth;}printf("\ndownload done, filesize: %lf\n", filesize);
}int main()
{download();return 0;
}

在这里插入图片描述

这里提示信息会将部分进度条冲掉，可以采用\n换行打印。

3.2.2 Version2:进度条实现

#include "Processbar.h"#define Length 101//设计缓冲区长度，其中为'\0'多开一块空间
#define Style '#'//设计进度条状态，显示特殊字符const char* lable = "|/-\\";
//version2
void ProcessBar(double total,double current)
{char bar[Length];//定义缓冲区memset(bar,'\0', sizeof(bar));//设置缓冲区初始数值，清空缓冲区数据操作int len = strlen(lable);int cnt = 0;double rate = (100 * current) / total;//进度int loop_count = (int)rate;//循环次数while (cnt <= loop_count){bar[cnt++] = Style;}printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, lable[cnt % len]);fflush(stdout);
}

【打印出现卡顿情况】

由于ProcessBar在外部会被不断调用，导致多次从头开始打印。这里可以将printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, lable[cnt % len]);提取出来。在循环体内，将字符串拼接好，放到缓冲区中，根据外部比例，只需要每次打印一张静态的进度条。

【不同风格的代码】

如果以后我们想在不改变源代码的基础上，使用其他形式进度条。比如:图形界面版的进度条使用起来，这里可以将函数作为参数，只需要传递函数指针即可。

模拟网络是否良好，可以在外部调用不同大小文件。

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