Linux进度条实现

1.\r\n
2.缓冲区
3.缓冲区分类
4.进度条实现

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🚀🚀系列专栏：【Linux的学习】
📝📝本篇内容：\r\n，缓冲区；缓冲区分类；进度条实现
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1.\r\n

在我们将进度条之前，我们先来谈谈我们以前学习的换行和回车，了解了这个才能更好的完成进度条。
在我们的以前的学习中，认为\n就是简单的换行，即如下图所示

但是不知道同学们有没有发现一个问题，那就是其实换行，不只是简单的到了下一行，而是到了下一行并且回到了开头，从底层的角度来说，这是回车\t的作用。但是我们在使用的过程中\n就完成了这两步骤，即换行+回车，这是语言的功劳，看下面的演示

可以发现我们的\n直接换行+回车的功能

2.缓冲区

接下来我们来看一下单纯的\r的作用

我们发现程序运行下来好像没有任何的效果，这是为什么？
其实是因为我们的\t是回车，让光标回到了开头，我们的程序执行的又很快，执行完后又需要显示出命令行，因此直接把打印出来的东西给覆盖了。我们来看一下不带回车\t的情况

可以看到啥都不带的情况下，命令行直接在打印内容后面显示了，前面带上\t就是让光标回到了开头，从头开始显示，所以说导致了前面一个程序啥都没显示，这就能更好的理解了。接下来我们设置一个睡眠时间，来更好的看清楚它的执行过程

我们这个时候发现怎么还是没有显示出来？这就非常奇怪了
这就不得不来讲一下缓冲区，我们的printf()中的内容不是说会直接显示在显示器上的，而是先放到缓冲区中，缓冲区会根据特定的规则进行刷新。我们对于显示器的刷新是行刷新，因此我们并没有进行换行什么的，就只能到程序结束时才会刷新了。不过我们可以使用fflush函数来进行主动刷新缓冲区

和我们之前说的一样，在睡眠的5秒期间，光标一直显示在开头，因此后续显示命令行就直接覆盖了
我们再来看一下，使用换行的情况下，睡眠期间能否打印出来

可以看到如果是带了\n，那就达到了显示器的行缓冲区的要求，即使不使用fflush也能立马打印出来
那有的同学会问，如果啥都不带会是什么情况呢？答案是会到程序结束再打印出来，我们来看下面的演示

这样的结果是因为虽然并没有换行符来使内容立马打印出来，但是程序结束前，也需要刷新一下缓冲区。
注意:windows下的情况不一定一样，不同的平台对缓冲区的处理不同，在VS下即使没有\n，也能立马打印出来，对于这一点我认为是图形化界面就是为了可视，所以说就直接显示出来了，无需等待

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
int main()
{printf("hello world");Sleep(10000);//毫秒return 0;
}

在这里插入图片描述

3.缓冲区分类

缓冲区分为三种类型：全缓冲、行缓冲和不带缓冲。
全缓冲：在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。
行缓冲：在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，执行真正的I/O操作。这时，我们输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是标准输入(stdin)和标准输出(stdout)。
不带缓冲：也就是不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。
接下来验证一下不带缓冲区和全缓冲区，行缓冲区前面已经讲过了

全缓冲区验证：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main()
{FILE *fp = fopen("./log.txt", "a");int i = 0;char str[]="hello";while (i <= 100000){fwrite(str,strlen(str),1,fp);usleep(10000);//0.01秒，usleep()单位是微秒i++;}while(1);return 0;
}

在这里插入图片描述

可以看到我们执行了代码后，右边的显示log.txt操作持续了好几次都没有显示东西出来，过了一会就出现了，这就证明了只有当缓冲区满了后才会刷盘（测试时如果要清空log.txt可以使用>log.txt重定向）
但是这只是语言层面的，在操作系统的系统调用中的IO不是这样的，它有自己的策略

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <cstring>
int main()
{umask(0);int fd = open("./log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0666);//使用系统的IOint i = 0;char str[]="hello";while (i <= 100000){write(fd,str,strlen(str));usleep(10000);//0.01秒，usleep()单位是微秒i++;}// while(1);//保证不是因为程序退出而写入的return 0;
}

在这里插入图片描述

不带缓冲区验证：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{fprintf(stderr,"hello world");sleep(5);return 0;
}

在这里插入图片描述

4.进度条实现

我们要实现的进度条是这样的，如上图
先来看一下第一个版本

// main.cc
#include "progress.hpp"
#include <unistd.h>
int main()
{Run();return 0;
}

//progress.cc
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define BUFF_SIZE 101
#define STYLE '#'
void Run()
{// 1.先定义一个缓冲区来存储进度条char buff[BUFF_SIZE]; // 需要101一个的原因是最后要添加\0// 清空，保证全为0，后续就不需要在进行修改memset(buff, 0, sizeof(buff));//2.设置动态的标志，保证进度条在运行char lable[5]="/|-\\";// 3.显示进度条int i = 0;while (i <= 100){//-100为了保证左对齐，同时剩余位置添加空格,/r是使光标回到开头，覆盖掉上一次的进度条printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", buff, i,lable[i%4]);fflush(stdout);usleep(100000);//0.1秒，每0.1秒显示一下进度条，每次进度条都会变化buff[i++]=STYLE;}printf("\n");}

//progress.hpp
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void Run();

显示效果：

来看一下第二个版本

//progress.cc
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define BUFF_SIZE 102 //102是为了使最后的>能够存储，不至于越界
#define STYLE '='
#define ARR '>'
void Run()
{// 1.先定义一个缓冲区来存储进度条char buff[BUFF_SIZE]; // 需要101一个的原因是最后要添加\0// 清空，保证全为0，后续就不需要在进行修改memset(buff, 0, sizeof(buff));//2.设置动态的标志，保证进度条在运行char lable[5]="/|-\\";// 3.显示进度条int i = 0;while (i <= 100){//-100为了保证左对齐，同时剩余位置添加空格,/r是使光标回到开头，覆盖掉上一次的进度条printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", buff, i,lable[i%4]);fflush(stdout);//刷新一下缓冲区，不然会无法正常显示出来usleep(100000);//0.1秒，每0.1秒显示一下进度条，每次进度条都会变化buff[i++]=STYLE;//if(i>100)也可以这样写，就可以不用把BUFF_SIZE设为102，101即可if(i!=100)buff[i]=ARR;//把最后一个显示为>，更加形象}printf("\n");}