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【Linux】-----进度条小程序

作者：知新_RL | 2024-08-03 04:24:58

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【Linux】-----进度条小程序

目录

前言

基本知识

Ⅰ、回车和换行

Ⅱ、缓冲区

 两个有意思的现象

简单定义

刷新缓冲区

简易倒计时程序

进度条代码

多文件下makefile写法

一代(无任何场景)

procs1.h代码

procs1.c代码

主函数main1.c

一代运行结果：

二代 (搭配下载场景)

procs2.c代码

procs2.h代码

主函数main2.c 代码

二代结果显示：

前言

前面我们已经学会基本的Linux指令和工具，那么现在来搞个好玩的东西-进度条（简单版本）！！！

基本知识

Ⅰ、回车和换行

首先得明确，回车和换行对于我们而言就是一个简单的动作，可是对于机器来说这是两个独立的动作。

  • 换行

 换行是从末尾位置竖直向下移动一行，此时光标的位置是在下一行的末尾。

  • 回车

 回车是将光标移动到最左侧，也就是文段最开头的位置！

键盘上的回车键是先向下再向左的，对应的就是先换行再回车的两个动作！！

在C语言中，\n是表示回车换行同时，\r仅仅是回车。

Ⅱ、缓冲区

 两个有意思的现象

 ①有‘\n’

代码：

现象：

可以看到，执行这个程序时，先在屏幕上打印对应字符串，休眠3秒后结束程序！

②无‘\n’

代码：

现象：

可以看到这个现象和有‘\n’的不一样，没有'\n'开始运行时并没有打印字符串，而是休眠了3秒，退出程序的同时字符串一起显示出来。。

 对于无‘\n’的现象，我们需要明确一点，程序并不是先休眠了3秒才显示字符串，通俗点来说就是不是先执行sleep函数才去执行printf函数，同样也是先执行printf函数才去执行的sleep函数，因为程序是从上往下依次执行的。那么在这段休眠时间里字符串在哪？被放在了缓冲区里

简单定义

目前我们仅需知道缓冲区实际上就是一块内存空间，对于上面的字符串，就是被保存在这样的一块内存空间里，当程序运行结束时，会自动的刷新缓冲区里的内容到显示器上，所以无‘\n’才能看到上述的现象。

刷新缓冲区

①加上‘\n’，立即刷新

②等待缓冲区满或者程序结束，自动刷新

③强制刷新

怎么强制？

实际上C语言提供了一个的函数--fflush，这个函数就是用于强制刷新缓冲区的。。

这里的文件流后面的文章有详细讲解，现在我们只需要知道程序在运行时默认会打开三种流：

  • 标准输入，stdin
  • 标准输出，stdout
  • 标准错误，stderr

我们的显示器就是标准输出文件，Linux下一切皆文件！所以可以采用该函数强制刷新到对应的文件流上。

演示：

 代码：

现象：

可以看到，即使程序没有‘\n’,也能直接显示字符串内容！！

有了上面的知识可以先来实现一个简单的倒计时程序

简易倒计时程序

 原理：实际就是对同一个位置进行覆盖，进而实现一个动态的效果。

每当显示一个数字之后就将光标挪动至最前面（回车），休眠，然后再显示下一个数字。回车配休眠需要强制刷新缓冲区。

代码：

  1. 1 #include <stdio.h>
  2.   2 #include <unistd.h>
  3.   3 
  4.   4 int main()
  5.   5 {
  6.   6   int cnt=10;
  7.   7 
  8.   8   while(cnt>=0)
  9.   9   {
  10.  10     printf("倒计时:%2d\r",cnt);
  11.  11 
  12.  12     fflush(stdout);//强制刷新到屏幕
  13.  13     sleep(1);                                                                                                                                                           
  14.  14     cnt--;
  15.  15   }
  16.  16   return 0;
  17.  17 }

注意：为什么用%2d，是因为数字显示在屏幕上时，实际上是字符串的形式，相当于10是两个字符的字符串，需要覆盖两个字符。当然，大家感兴趣把2去掉看看！ 

结果如下：

进度条代码

这里采用多文件的形式去实现的，为了更加方便的去管理代码。

多文件下makefile写法

一代(无任何场景)

procs1.h代码

主要是头文件的包含以及函数的声明！

  1. #pragma once                                                                                                
  2. #include <stdio.h>                                                                
  3. #include <string.h>                                                                    
  4. #include <unistd.h>                                                                                      
  5.                                                                                           
  6.                                                                                       
  7. void processbar1();

procs1.c代码

主功能实现

代码如下：

  1. #include "procs.h"
  2.  
  3. #define Length 101 //进度条长度
  4. #define Style '|' //进度条样式
  5. const char* lab="|/-\\";//加载旋转光标
  6. void processbar1()
  7. {
  8.   char bar[Length];//字符数组
  9.   memset(bar,'\0',sizeof(bar));//初始化为\0
  10.   int cnt=0;
  11.   while(cnt<=100)
  12.   {
  13.      printf("[%-100s][%3d%%][%c]\r",bar,cnt,lab[cnt%strlen(lab)]);//\r为了完成覆盖                                                                                       
  14.      fflush(stdout); //强制刷新
  15.      bar[cnt++]=Style;//字符追加至数组中
  16.      usleep(100000);
  17.   }
  18.    printf("\n");
  19.  }

代码解释：

①根据上述的效果图，进度条实际上是放在一个数组的中，所以定义一个长度为101的字符数组。数组按字节全部初始化为'\0'！

②因为要带来动态的效果所以运用上面提到的倒计时程序类似。回车('\r')配延时,强制刷新缓冲区

③%-100s：表示左对齐

④%3d%%：最后的双百分号，是为了取字面值%，以实现100%的效果。因为单独一个%在C语言中有着特殊含义。

⑤const char* lab：字符串，同样最后的”\\“，也是为了取字面值\，防止转义，单独的\在C语言有着特殊含义。

⑥lab[cnt%strlen(lab)]：取模操作是为了防止数组越界！

主函数main1.c

调用函数即可。

 

一代运行结果：

二代 (搭配下载场景)

进度条不可能单独存在，一般常见的场景就是下载这一场景，会根据网络带宽，文件大小等其他的要素来决定下载进度，当然哦这里只是简单的模拟一下，没有涉及从网络获取数据等其他相关知识。

procs2.c代码

这里的改进主要是函数头包含了文件的总大小以及当前的下载进度。根据进度打印进度条！

  1. #include "procs.h"
  2.  
  3. #define Length 101 //进度条长度
  4. #define Style '|' //进度条样式
  5. const char* lab="|/-\\";//加载旋转标志
  6. void processbar2(double total,double current)
  7. {                                                                                                                                                                       
  8.   char bar[Length];
  9.   memset(bar,'\0',sizeof(bar));//初始化为\0
  10.   int len=strlen(lab);
  11.   int cnt=0;
  12.   double rate=(current*100.0)/total;//计算比率
  13.   int load_top=(int)rate;
  14.   while(cnt<=load_top)
  15.   {
  16.      bar[cnt++]=Style;//字符追加至数组中
  17.   }
  18.     printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r",bar,rate,lab[cnt%len]);//\r为了完成覆盖
  19.     fflush(stdout); //强制刷新
  20. }

解释一下：

①因为主函数的下载功能是一个循环，会不断的调用该功能函数，每次的下载进度都不一样，因此需要计算每次的比率，再根据比率去打印进度条。。

②这里和一代的不同就是循环体，这里是先将字符一次性放进数组中，最后在一起刷新出来。如果不这样的话每次都会显示从0开始打印，并不是我们想看到的结果。。不信，你可以试试按照一代的写法。。

procs2.h代码

  1. #pragma once 
  2.  
  3. #include <stdio.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <unistd.h>
  6. typedef void(*Call_back)(double,double);//定义函数指针类型，为了方便回调                                                                                                    
  7. void processbar2(double total,double current);

注意：这里声明了一个Call_back函数指针类型，目的就是实现函数回调。因为未来可能还有更多版本的进度条功能代码， 采用函数指针的方式，只需要传入对应的函数名，就会去调用对应的功能代码。

主函数main2.c 代码

  1. #include "procs.h"                                                    
  2.                                                                      
  3. double bandwith=1024*1024*1.0;//下载速度1MB/s                         
  4.                                                                     
  5. void download(double filesize,Call_back cb)//函数指针做参数                         
  6. {                                                                     
  7.     double cnt=0.0;                                                     
  8.     printf("download begin....,bandwith is:%.1lf\n",bandwith);          
  9.     while(cnt<=filesize)                                                
  10.     {                                                                   
  11.       cb(filesize,cnt);                                                 
  12.       usleep(100000);                                                   
  13.       cnt+=bandwith;                                                    
  14.     }                                                                   
  15.      printf("\ndownload finishi......,filesize is:%.1lf\n",filesize);    
  16.      printf("\n");                                                       
  17. }                                                                     
  18. int main()                                                            
  19. {                                                                     
  20.    download(50.0*1024*1024,processbar2);//50MB                         
  21.    download(10.0*1024*1024,processbar2);//10MB                        
  22.    download(100.0*1024*1024,processbar2);//100MB                                                                                                                         
  23.    return 0;
  24. }

如代码，下载功能存在一个函数指针类型的参数，只需传入函数名(函数地址)，就能找到对应函数的功能实现，效率极高也十分的巧妙。

二代结果显示：

可以看到，进度条会根据文件大小的不同，下载的速度也不一样，同一带宽情况下，文件越大，那必然越慢，如上图的10MB比100MB快多了。。

二代的场景更加贴近实际哦！！

 好了，今天的分享就到这里，如果对你有帮助，欢迎三连！！！

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