Linux小程序 —— 进度条

前言：经过这么多天的学习，想必大家学到了很多Linux知识，今天我们来用Linux来实现我们的第一个小程序 — — 进度条

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本篇主要内容将会实现三个版本的进度条：

• 简单原理版本
• 实际工程实践版本
• 拓展版本

在实现进度条之前，我们先了解一些之前没提到过的知识，以便我们理解

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进度条

• 1. 缓冲区的概念
• 2. \r&&\n
• 3. 进度条
• • 3.1 版本一
  • 3.2 版本二
  • 3.3 版本三
  • 4. 总结拓展

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    1. 缓冲区的概念

    我们先来分析下面几段代码感受一下行缓冲区的存在：

    在Linux当中以下代码的运行结果是什么样的？

    #include #include  int main()
    { printf("你能看见我嘛\n");
        sleep(2);
        return 0;
    }
    

    这段代码运行结果显而易见：printf函数直接打印内容，然后休眠2秒。

    对于大家可能没有什么难度。那如果我们修改一下代码。

    #include #include  int main()
    { printf("你能看见我嘛");
        sleep(2);
        return 0;
    }
    

    缓冲区的概念

    通过视频我们发现，我仅仅是将\n删除了，但是却带来了完全不一样的运行结果：先休眠2秒，然后才是printf函数打印内容

    那么为什么会出现这种情况呢？ C语言执行代码的逻辑不应该是从上至下执行吗？

    • 按照 C语言执行代码的逻辑printf确实已经运行了，只不过内容没有被显示出来！
    • 内容所在的区域则是在输出缓冲区中！

    C/C++语言，会针对标准输出，给我们提供默认的缓冲区

    fflush函数可以刷新缓冲区，如果我们想立马显现可以用函数刷新fflush()，而\n是一种刷新的策略——行刷新，所以\n也能立马显现！

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    2. \r&&\n

    概念：

    • \r： 回车，使光标回到本行首格
    • \n： 换行，使光标移到下一行

    光说可能大家不太理解，我们来实操看看：

    #include #include int main()
    {int cnt = 10;
    	while(cnt)
    	{printf("%d\r", cnt--);
    		fflush(stdout);
    		sleep(1);
    	}
    	return 0;
    }
    

    回车 \r

    我们可以看到在输出下一个数之前都让光标先回到本行首格。

    但是为什么输出结果和我预想的完全不一样？

    printf("%-2d\r", cnt--);

    我们以两位字符进行输出，-则是表示靠左对齐，就可以正常输出了！

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    3. 进度条

    在进行上面的铺垫之后，我们开始编写我们的第一个小程序。我们将用两个源文件和一个头文件，一个申明，一个调用，一个实现

    test.c：实现

    test.h：申明

    main.c：调用

    // Makefile:
    mytest:test.c main.c
         gcc -o $@ $^
    .PHONY:clean
    clean:
         rm -rf mytest 

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    3.1 版本一

    在版本一中，我们只要简单实现一下基本的功能，得到一个基本框架就足够了。

    // process_v1
    //test.h：申明
    pragma once
    #include #include #include  // 定义进度条的总长度，因为有'\0'的存在所以设为101
    #define SIZE 101 
    // 定义进度条的当前进度
    #define MAX_RATE 100
    // 进度条的符号
    #define STYLE '#'
    // 进度条的休眠时间
    #define STIME 1000*15
    void process_v1();
    .............
    //test.c：实现
    #include "test.h"
     
    // 旋转光标
    const char *str = "|/-\\";
    // \\：才能表示一个'\'
    void process_v1()
    { int rate = 0;
         //初始化进度条全为'\0'
         char bar[SIZE] = {0};
     	 //循环打印
     	 int num = strlen(str);
         while(rate <= MAX_RATE)
         { // 进度条的打印格式
         // -100：先取好[]的范围，然后靠左打印。
             printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate%num]);      
         // 刷新缓冲区                                     
             fflush(stdout);
         // 休眠时长
             usleep(STIME);
         // 填充符号
             bar[rate++] = STYLE;
         }
         // 刷新
         printf("\n");
     }
    .............
    //main.c：调用
    #include "test.h>int main()
    {process();
    	return 0;
    }
    

    进度条：版本一

    我们的第一代进度条也就完成了，实现了基本的结构框架！而我们的进度条，肯定不能干自己的，一定是和某种任务关联起来的！

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    3.2 版本二

    我们将循环改成内部维护一个简单的静态缓冲区，每次往缓冲区里面增加内容然后刷新缓冲区内容就可以

    不能一次将进度条打印完毕，否则不能与场景更好的结合

    // process_v2
    //test.h：申明
    #pragma once
     
    #include #include #include  #define SIZE 101
    #define MAX_RATE 100
    #define STYLE '#'
    #define STIME 1000*15
     
    typedef void(*callback_t)(int); // 回调函数        
    // 这里我们也可以使用函数指针                                       
    void process_v2(int);                                 
    ~                            
    .............
    //main.c：调用
    #include "test.h"
      
    #define TARGET_SIZE 1024*1024 // 模拟下载软件的大小
    #define DSIZE 1024*10 // 模拟下载的速度
      
    //void download()
    //{//    int target = TARGET_SIZE; // 软件总体积
    //    int total = 0; // 当前下载的大小
    // 
    //    while(total < target)
    //    {//        usleep(STIME); // 用休眠时间，模拟下载时间
    //        total += DSIZE;
    //       process_v2(total*100/target);     
    //    }
    //    printf("\n");
    //}
    // 回调函数
    void download(callback_t cb)
    { int target = TARGET_SIZE; // 软件总体积
        int total = 0; // 当前下载的大小
     
        while(total < target)
        { usleep(STIME); // 用休眠时间，模拟下载时间
            total += DSIZE;
            int rate = total*100/target;   
            cb(rate);  
        }
        printf("\n");
     }
      
    int main()
    { download(process_v2);
        return 0;
    }
    .............
    //test.c：实现
    #include "test.h"
      
    const char *str = "|/-\\";
    void process_v2(int rate)
    { static char bar[SIZE] = {0};
        int num = strlen(str);
        
        if(rate <= MAX_RATE && rate >= 0)     
        { printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate%num]);
            fflush(stdout);
            bar[rate] = STYLE;
        }
        if(rate == MAX_RATE)
        { // 重新刷新为0
            memset(bar, '\0', sizeof(bar));
        }
    }
    

    进度条：版本二

    我们也能完成进度条的实现，最后我们在优化一下，变成我们的版本三！。

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    3.3 版本三

    因为版本二已经能将进度条完美的呈现了，我们版本三，只是在二的基础上，美化一下，所以只是简单修改一点代码！

    // test.h
    #define STYLE_DEADER '>'
    #define STYLE_BODY '='
    typedef void (*callback_t)(double)；
    .............
    // main.c
    // 我们在下载时，模拟下载中断的状态
    void download(callback_t cb)
    { int target = TARGET_SIZE; // 软件总体积
        int total = 0; // 当前下载的大小
     
        while(total <= target)
        { usleep(STIME); // 用休眠时间，模拟下载时间
            total += DSIZE;
            double rate = total*100/target; 
            // 我们让下载进度永远维持在50%左右
            if(rate > 50.0)
            { total = target/2;
            }  
            cb(rate);  
        }
        printf("\n");
     }
     
    .............
    // test.c
     if(rate <= MAX_RATE && rate >= 0)
     { // 设置cnt是为了在下载终止时，光标依然能变化
        cnt++;
        cnt = cnt > num ? 0 : cnt;
        // \033[1;47;30m ... \033[0m 则是更改输出时字体和背景颜色
        printf("加载中...\033[1;47;30m%-100s\033[0m][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, str[cnt]);        
        fflush(stdout);
        if(rate < MAX_RATE)
        { bar[(int)rate] = STYLE_BODY;
            bar[(int)rate+1] = STYLE_HEADER;
        }
        else{ bar[(int)rate] = STYLE_BODY;
        }
     }
    

    进度条：版本三

    我们可以发现，我们修改了字体颜色和背景，设置测试了可能遇到的中断情况，光标依旧会变化。当然了进度条还有很多情景，等待着各位开发！

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    4. 总结拓展

    拓展：

    关于print带颜格式化输出，我在这里推荐一篇博客，有兴趣的可以去了解一下

    print带颜格式化输出

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    总结：

    本篇我们简单了解了一下缓冲区，以及换行'\n'与回车'\r'的基本概念，然后由浅入深的介绍了三个版本的进度条，当然了美化方式各位都不一样，都是可以的，我们的Linux第一个小程序就讲到这里

    谢谢大家支持本篇到这里就结束了