Linux从0到1——Linux第一个小程序:进度条

Linux从0到1——Linux第一个小程序:进度条

  • 1. 输出缓冲区
  • 2. 回车和换行的本质
  • 3. 实现进度条
    • 3.1 简单原理版本
    • 3.2 实际工程版本

1. 输出缓冲区


1. 小实验:

编写一个test.c文件,:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{printf("你能看见我吗?\n");sleep(1);   // 暂停1秒return 0;
}

编译并执行:

在这里插入图片描述

先打印,然后暂停一秒结束程序,很好理解。

2. 发现问题:

修改test.c文件内容如下:

在这里插入图片描述

再次编译并执行:

请添加图片描述

发现运行可执行程序后,没有直接打印内容,而是隔了一秒钟,才打印,这好像和我们理解的不太一样,是怎么回事?

我们可以确定的是,一定是printf先执行的,因为C语言代码一定是从上到下运行的,但是现象是字符没有打印。所以,我们可以断定,printf其实早就运行了,只不过在sleep期间,字符串没有被显示出来。在sleep期间,字符串在输出缓冲区当中。

3. 缓冲区:

C/C++语言,会针对标准输出,给我们提供默认的缓冲区(stdout)。我们可以使用fflush函数,可以把一个流强制做刷新(标准输入输出流之后会讲,这里只需要知道它可以刷新输出缓冲区)。

验证:

在这里插入图片描述

编译并执行:

请添加图片描述

那为什么加\n的程序,不需要刷新缓冲区?这是因为\n是一种刷新策略,叫行刷新,默认就有刷新缓冲区的功能。


2. 回车和换行的本质


在这里插入图片描述

我们来写一个倒计时程序:

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

运行一下:

请添加图片描述

可以发现它是换行打印倒计时,但是我们想让它只在一行打印,并且覆盖掉前一秒的秒数,如何做?\n是换行加回车,我们现在的需求是只回车,不换行,可以通过\r实现,但是\r没有刷新缓冲区的功能。

修改如下:

在这里插入图片描述

运行一下:

请添加图片描述


3. 实现进度条


3.1 简单原理版本


1. 原理讲解:

我们期望的进度条形式如下:

请添加图片描述

进度条的风格是#,右侧有一个百分数,提示当前具体进度,还有一个旋转光标,可以确定当进度条不动时,进程是还在进行还是卡住了。

  • 进度条的实现:第一次输出#,第二次输出##,一次类推,#越来越多。为了实现图中结果,我们可以通过不断回车,然后覆盖之前的#实现,比如用##覆盖#
  • 旋转光标的实现:利用一个常量字符串实现,让字符在|/-\这几个字符按顺序不断转换,实现旋转效果。

2. 文件准备:

在这里插入图片描述

main.c文件是主函数所在文件,进度条的具体实现在process.c文件中,主函数文件通过头文件process.h调用进度条的实现函数,各个文件内容如下(最重要是process.c)。

  • process.c文件:
#include "process.h"                                                                                        
#include <unistd.h>   // sleep的头文件
#include <string.h>#define SIZE 101
#define MAX_RATE 100
#define STYLE '#'
#define STIME 1000*40const char* str="|/-\\"; // 旋转光标void process()
{// version 1int rate = 0;char bar[SIZE] = {0}; // 全部初始化成'\0'int num = strlen(str);while(rate <= MAX_RATE){printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate%num]); // 打印百分号最好用%%fflush(stdout);usleep(STIME); // 单位是u秒bar[rate++] = STYLE;}printf("\n");
}
  • main.c文件:
#include "process.h"                                                   int main()
{process();return 0;
}
  • process.h文件:
#pragma once#include <stdio.h> void process();
  • 编辑Makefile

在这里插入图片描述


3.2 实际工程版本


无论是任何进度条,一定是和某种任务关联的!

  • process.c文件:
#include "process.h"const char* str="|/-\\"; // 旋转光标void process_v1()
{// version 1int rate = 0;char bar[SIZE] = {0}; // 全部初始化成'\0'int num = strlen(str);while(rate <= MAX_RATE){printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate%num]); // 打印百分号最好用%%fflush(stdout);usleep(STIME); // 单位是u秒bar[rate++] = STYLE;}printf("\n");
}// 不能一次将进度条打印完毕,否则无法平滑的和场景结合
// 该函数,应该根据rate,自动的打一次
void process_v2(int rate)
{   // version 2static char bar[SIZE] = {0}; int num = strlen(str);if(rate <= MAX_RATE && rate >= 0){printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate%num]); // 打印百分号最好用%%fflush(stdout);bar[rate] = STYLE;}if(rate == MAX_RATE) memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}
  • process.h文件:
#pragma once#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>#define SIZE 101
#define MAX_RATE 100
#define STYLE '#'
#define STIME 1000*40// 定义了一个函数指针类型,其中函数的参数是int,返回值是void
typedef void callback_t(int);void process_v1();
void process_v2(int);
  • main.c文件:
#include "process.h"#define TARGET_SIZE 1024*1024 // 1MB,下载软件总大小
#define DSIZE 1024*10 // 模拟每次下载的单位大小// 下载软件
void download(callback_t cb)
{int target = TARGET_SIZE; // 下载软件总大小int total = 0; // 目前下载了多少while(total < target){usleep(STIME); // 用简单的休眠时间,模拟本轮下载花费的时间total += DSIZE;int rate = total*100/target;cb(rate); // 传一个比率}printf("\n");
}int main()
{download(process_v2);return 0;
}

我们希望进度条在进度条函数内部循环打印,所以我们采用回调的方式,来进行某种任务的通知,动态更新进度条!


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