【Linux】实现进度条小程序

个人主页 ： zxctscl
如有转载请先通知

文章目录

1. 前言
2. 回车和换行
3. 缓冲区
4. 进度条
- 4.1 倒计时设置
- 4.2 进度条
- - 4.2.1 实现简单进度条
  - 4.2.2 进度条完善
5. 附进度条代码
- 5.1 Processbar.h
- 5.2 Processbar.c
- 5.3 Main.c
- 5.4 Makefile

1. 前言

在之前已经了解了【Linux】vim的使用和【Linux】编译器-gcc/g++使用还有【Linux】自动化构建工具-make/Makefile，有了这些工具，这次来实现一个进度条小程序。

2. 回车和换行

换行：是换到新的一行。
回车：是回到最开始。

举个例子：在格子里面写字的时候，第一行写完，要到第二行，此时到的第二行的结尾，这个叫换行。而从第二行结尾回到第二行开头是回车。
也可以先回车到第一行的开始，再换行到第二行。
在这里插入图片描述
回车和换行是两个动作。

在老式键盘上面就很明显，而现在的键盘为了省空间就不这样了：
在这里插入图片描述

平时在C语言上用到的“\n”叫回车换行，既回车，又换行。
如果想让只回车就用到"\r"。
有的代码用"\r\n"表示回车换行，如果在"\r"和"\n"同时存在时，"\n"只是换行。

在老式打字机上面就会有下面这样的拨片，当打完一行之后，得手动把它往回拨，一拨纸就往上走（换行），写入位置就往左走，对应就是回车。

在这里插入图片描述

3. 缓冲区

在代码里面把"\n"去掉:
在这里插入图片描述
在编译过程中就会发现，再休眠3秒的时候这个程序并没有输出，而是当程序结束的时候程序才输出。

加"\n"消息就直接显示出来，然后再sleep。
不加"\n"这个字符串打印就没有显示出来，先sleep，再到程序退出的时候才显示这个字符串。
在这里插入图片描述

那么在不加"\n"那么printf和sleep哪个先运行呢？
C语言在执行代码时候，默认从上往下执行，这个叫顺序结构。
printf只是没有把数据在显示器上显示出来，并不是没有执行。只是在sleep期间这个字符串没有显示出来而已。

那么在sleep期间字符串在哪里呢？
它被保存到缓冲区里面。它就是一块内存空间。
当printf的时候，把字符串拷贝到缓冲区里面，然后定期把数据刷新到显示器上面，此时就能看到这个字符串了。
不带"\n"的时候，字符串就在缓冲区里，当return 0时，程序结束时，一般要自动冲刷缓冲区。

想要在程序结束之前就刷新缓冲区，有3种方式：
1. "\n"直接就把缓冲区数据就刷出来了。包含"\n"之前的全部刷新出来。
举个例子：
在这里插入图片描述
会发现先出来"\n"之前的，剩下的程序结束才出来：

2. 缓冲区满了进行刷新
3. 强制刷新。
ffush把特定文件流进行刷新：
在这里插入图片描述
在Linux下一切皆文件，可以把显示器当文件看。
在C语言中程序在启动时默认会打开三个输入输出流：
stdin对应的设备是键盘，stdout和stderr对应的是显示器。

在系统中不管是设备还是文件一律都是FILE。
一般打印输出用到的是stdout，显示到显示器上。

为什么会默认打开这输入输出流？
方便用户进行输入和输出。一般使用计算机的都有输入和输出的需求，所以一般就默认打开输入输出流，就不用在写代码打开上面键盘和显示器这些设备了。

在代码中使用一下fflush：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3
  4 int main()
  5 {
  6   printf("hello world,hello...");
  7   fflush(stdout);
  8   sleep(3);
  9   return 0;
 10 }

在这里插入图片描述
编译发现缓冲区内容就直接冲刷出来了：

为什么会存在缓冲区？
缓冲区提高了用户效率。以前的printf是往硬件上写的，现在直接写到内存了。从内存拷贝内存数据的效率，肯定比从硬件拷贝到内存的效率高。
它刷新的次数越少，单次刷新的数据量越大，效率越高。
按行刷新是方便用户阅读。

4. 进度条

4.1 倒计时设置

假设将格子是光标的位置，一般在输入的时候就会是下面这样的：
在这里插入图片描述
但是如果想要实现光标在同一个位置，实现倒计时的感觉，就行下面这样：用8会覆盖这个9。

但是8会覆盖这个9后，光标会往后走，想要把在8的位置输出7，光标就得回到8的位置，7就把8覆盖，依此类推，就能实现一个动态的倒计时。
就是在同一个位置不停的覆盖，就能实现动态效果。
在这里插入图片描述
用代码来实现一下倒计时的感觉：

但这个代码输出并不是我们所想要的输出：

~~------------------------------------------------------------------------------------------~~

来修改一下代码，加上"\r":
在这里插入图片描述
这里发现暂停一段时间，数据并没有显示出来：

"\r"相当于我们写了一个数回到最开始，就清了一个数，所以最后什么也不显示。

~~------------------------------------------------------------------------------------------~~

那就直接加一个强制刷新缓冲区：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3
  4 int main()
  5 {
  6   int count=9;
  7   while(count>=0)
  8   {
  9     printf("%d\r",count);
 10     fflush(stdout);
 11     count--;
 12     sleep(1);
 13   }
 14   return 0;
 15 }

来看看效果：
在这里插入图片描述

~~------------------------------------------------------------------------------------------~~

既然能够覆盖一个字符，那么肯定也能覆盖一个字符串。

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

来看看效果图：
在这里插入图片描述

如果从10开始：

就会出现这样的效果：

数字10，实际在显示器上显示的是字符，它转化成1字符和0字符。当在打印的9时候字符长度变短了，0就没有办法覆盖，就会一直在。
所以这里用%2d:

这时候就没有问题了：
在这里插入图片描述

4.2 进度条

这里用多文件来实现，Processbar.h用来声明，Processbar.c用来实现方法，Main.c用来调用Processbar.c里面的方法，再使用Makefile来实现自动化调用。
在这里插入图片描述

先写出基本的框架逻辑：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在编译的时候不用.h文件，因为在.c文件中已经包含.h是在当前目录下的，在编译时候会展开头文件的。
在Makefile里面写：

  1 processbar:Main.c Processbar.c
  2   gcc -o $@ $^ 
  3 .PHONY:clean
  4 clean:
  5   rm -f processbar

测试一下代码：
在这里插入图片描述

4.2.1 实现简单进度条

先画出进度条的示例：
进度条在增加的同时，当前的进度也在变化，光标也在不停的旋转。
在这里插入图片描述

这个进度条实现的时候，缓冲区的长度从0%到100%，但是还得考虑"\0",所以长度定义为101。
把缓冲区清空就用到memset。
在这里插入图片描述

想要在缓冲区里面写特殊符号，就直接用define:#define Style '#'。

用循环来实现动态进度条打印，直接打印相对应的字符串，和倒计时一样用fflush(stdout);来刷新缓冲区，随着时间的增加，进度条也在不断增加：
在这里插入图片描述
来看看效果：

发现这里打印时间太慢了。

使用usleep，它休眠的时间比sleep的小，所以这里就用usleep来进行休眠。
在这里插入图片描述
然后将字符串输出改为左对齐，加上进度条对应的比率：

来看看效果:
在这里插入图片描述

4.2.2 进度条完善

但是一般进度条不会单独出现，只有当我们下载一个文件同时出现。
这里就先模拟下载过程，就在在Main.c写一个download来实现。一般在下载一个文件的时候，会有下载文件的大小和下载到多少，和网络的带宽。
分别用变量定义一下文件大小，当前下载进度和带宽：

double filesize = 1024*1024*1024*1.0;
double current = 0.0; 
double bandwidth = 1024*1024*1.0;

还可以加上一个开始下载的提示：

printf("download begin,current: %lf\n",current);

和下载完成的提示：


printf("\ndownload done,filesize: %lf\n",filesize);

在下载过程中把要下载的文件大小，和目前已经下载的大小传给进度条ProcBar，让进度条时时交互。
在这里插入图片描述
在Processbar.h中记得把在Processbar.c使用的打印进度条函数声明一下：

void ProcBar(double total,double current);

在这里插入图片描述
在Processbar.c中，就和上面的简单实现进度条一样，把文件的长度，和目前下载的长度传进去：

void ProcBar(double total,double current)

这里加了当前下载的进度百分比
double rate=(current*100.0)/total；
在循环的时候得将前下载的进度输出，循环的时候得把double rate的类型转为int：

int loop_count=(int)rate;

最后打印出当前下载的进度，还得冲刷缓冲区：

  printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r",bar,rate,lable[cnt%len]);
  fflush(stdout);

来看看效果
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在Processbar.h中定义一个函数指针类型：

typedef void(*callback_t)(double,double);

然后在Main.c里面将download改一下，可以根据文件的大小来下载：

void download(double filesize,callback_t cb)

在download函数里面直接执行：cb(filesize,current);方法。
为什么要这么写？
在之后如果用户写一个图形化界面的进度条，就能在下载的时候同时更新图形化界面。
在这里插入图片描述

也可以让进度条加上颜色，只需要在网上找一个关于用C语言输出有颜色相关的内容也就会有了。
这里是加了颜色效果：

 printf("\033[40;44m[%-100s][%.1lf%%][%c]\r\033[0m",bar,rate,lable[cnt%len]);

在这里插入图片描述

5. 附进度条代码

5.1 Processbar.h

  1 #pragma once
  2
  3 #include<stdio.h>
  4
  5 typedef void(*callback_t)(double,double);
  6 void ProcBar(double total,double current);
  7 //extern void ForTest();

5.2 Processbar.c

  1 #include "Processbar.h"
  2 #include <string.h>
  3 #include <unistd.h>
  4
  5 #define Length 101
  6 #define Style '#'
  7
  8 const char *lable = "|/-\\";
  9
 10 
 11 void ProcBar(double total,double current)
 12 {
 13   char bar[Length];
 14   memset(bar,'\0',sizeof(bar));
 15   int len=strlen(lable);
 16 
 17   int cnt = 0;
 18   double rate=(current*100.0)/total;
 19   int loop_count=(int)rate;
 20   while(cnt<=loop_count)
 21   {
 22     bar[cnt++]=Style;
 23 
 24   }
 25 
 26    //没有加颜色前的输出 printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r",bar,rate,lable[cnt%len]);
        printf("\033[40;44m[%-100s][%.1lf%%][%c]\r\033[0m",bar,rate,lable[cnt%len]);
 27     fflush(stdout);
 28 }

5.3 Main.c

  1 #include"Processbar.h"
  2 #include <unistd.h>
  3
  4 double bandwidth = 1024*1024*1.0;
  5 void download(double filesize,callback_t cb)
  6 {
  7   double current = 0.0;
  8   
  9
 10   printf("download begin,current: %lf\n",current);
 11   while(current<=filesize)
 12   {
 13     cb(filesize,current);
 14     usleep(100000);
 15     current+=bandwidth;
 16
 17   }
 18   printf("\ndownload done,filesize: %lf\n",filesize);
 19 }
 20
 21
 22 int main()
 23 {
 24   download(101*1024*1024,ProcBar);
 25  // ProcBar(100.0,56.9);
 26
 27 // ProcBar(100.0,1.0);
 28  // ProcBar(100.0,99.9);
 29
 30  // ProcBar(100.0,100);
 31   //ForTest();
 32   return 0;
 33 }
~

5.4 Makefile

  1 processbar:Main.c Processbar.c
  2   gcc -o $@ $^ 
  3 .PHONY:clean
  4 clean:
  5   rm -f processbar

有问题请指出，大家一起进步吧！！！