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【Linux】从零开始:编写你的第一个Linux进度条小程序

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make与Makefile自动化构建GDB调试器与Git版本控制工具

在Linux编程的学习过程中,制作一个进度条小程序是入门的好选择。本教程将从零开始,带你轻松实现第一个Linux进度条,感受编程的乐趣与成就

一、知识铺垫

1.1 回车与换行概念

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  • 回车】:回到该行首位置
  • 换行】:跳转到下一行

在编程中,转义字符\r表示回车符,将光标移动到行首,而\n表示换行符,将光标移动到下一行首。其中\n完成了两种行为:换行和回车。

1.2 缓冲区

在计算机中,缓冲区是一个临时存储区域,用于存放数据以便于处理。

在显示器上下文中,缓冲区主要指的是显存(视频内存),用于存储即将显示的图像或文本内容。这样,系统可以先将所有待显示的数据加载到缓冲区,然后一次性地将其刷新到屏幕上,以提高显示效率和流畅度。

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二、实现简单倒计时

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	int cnt = 9;
	while (cnt >= 0)
	{
		printf("%d\r", cnt);
		cnt--;
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

实现一个简单动态效果的倒计时,动态效果就是在同一个位置不断数据进行刷新,达到动态效果。代码转义字符部分,不采用\n,而是\r。由于\n会换行,无法达到同一位置不断数据进行刷新的目的,而\r会在本行返回行首。

数据没有显示

由于存在 \r 转义字符,虽然数据会被打印出来,但光标会被移回到行的最左侧。这意味着后续打印的内容将覆盖当前行的开头部分。(打印-光标回到行首-打印覆盖)

fflush强制刷新

如果使用\r时数据没有显示,可能是因为终端的刷新机制。有时输出缓冲区没有立即刷新。你可以在每次打印后调用fflush(stdout);来强制刷新输出缓冲区。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int cnt = 10;
    while (cnt >= 0)
    {
        printf("%2d\r", cnt);
        fflush(stdout); // 刷新输出缓冲区
        cnt--;
        sleep(1);
    }
    printf("\n倒计时结束!\n");
    return 0;
}

数据没有完全被覆盖】:由于字符10到字符0~9中,会出来一个字符没有被覆盖,这里可以通过在d前面填加数据,确保数据被覆盖完全。

三、进度条

设计进度条初步想法:有特殊字符表示进度和目前进度占比及其旋转光标。

在这里插入图片描述
在makefile文件
在这里插入图片描述
makefile文件中,头文件不用出现,头文件本身就在我的当前目前下,目录下进行编译,你的原文件已经证明了,#include这个源文件”是在当前目录下的,对此我们makefile文件不需要存在。@^就是代表整个依赖文件,中间需要空格进行隔开。

3.1 Verrsion1:进度条实现

“Version1是用于搭建大体轮廓”,并不是完善好的版本。

#include"Process bar.h"

#define Length 101//设计缓冲区长度,其中为'\0'多开一块空间
#define Style '#'//设计进度条状态,显示特殊字符

const char* lable = "|/-\\";
//version1
void ProcessBar()
{
    char bar[Length];//定义缓冲区

    memset(bar, '\0', sizeof(bar));//设置缓冲区初始数值,清空缓冲区数据操作
    
    int len = strlen(lable);
    int cnt = 0;

    while (cnt <= 100)
    {
        printf("[%100s][%d%%][%c]\r", bar,cnt,lable[cnt%len]);
        fflush(stdout);
        bar[cnt++] = Style;
        usleep(10000);
    }
    printf("\n");
}

[\r、fflush部分]:前期工作,在代码部分进行注释说明。这里主要是针对循环体进行说明。首先是\rfflush使用上,该点倒计时有过分享,就是需要使用fflush刷新缓冲区数据,提前将数据进行打印,否则由于\r光标回退,新内容进行覆盖,出现无法观察到数据出现情况。

[usleep函数部分]

  • usleep函数,同sleep函数效果是一致的。由于使用sleep导致程序休眠时间过长,进度条特殊字符缓慢。

在这里插入图片描述

  • usleep在休眠的时间单位叫做:micro second微秒
  • 时间单位转换1秒等于1000毫秒 1毫秒等于1000微秒

[printf输出格式部分]

  • [%-100s]:如果是单纯%s,会导致右括号跟特殊字符增多,而跟着跑。这里选择预留空间,使得特殊字符在预留空间部分进行跑动。由于printf默认字符串输出为右对齐,特殊字符从右向左输出打印,可以使-表示左对齐,解决这个问题。
  • [%3d%%]:添加比例,确保进度条进度卡住,通过旋转光标得知,进度条还是进行。同时添加数字,确保有充足空间。

[const char *lable ="|/-\ \ "] :这里\需要使用\的字面值

3.2 下载场景

由于进度条需要配合场景进行使用,现在我们设计一个下载文件的场景。

3.2.1 Main.c

void download()
{
	double filesize = 100 * 1024 * 1024 * 1.0;//下载文件总大小
	double current = 0.0;//当前下载进度
	double bandwidth = 1024 * 1024 * 1.0;//带宽
		printf("download begin, current: %lf\n", current);
	while (current <= filesize)
	{
		ProcessBar(filesize, current);
        usleep(100000);
		current += bandwidth;
	}
	 
	printf("\ndownload done, filesize: %lf\n", filesize);
}

int main()
{
	download();
    return 0;
}

在这里插入图片描述

这里提示信息会将部分进度条冲掉,可以采用\n换行打印。

3.2.2 Version2:进度条实现

#include "Processbar.h"

#define Length 101//设计缓冲区长度,其中为'\0'多开一块空间
#define Style '#'//设计进度条状态,显示特殊字符

const char* lable = "|/-\\";
//version2
void ProcessBar(double total,double current)
{
    char bar[Length];//定义缓冲区
    memset(bar,'\0', sizeof(bar));//设置缓冲区初始数值,清空缓冲区数据操作

    int len = strlen(lable);
    int cnt = 0;

    double rate = (100 * current) / total;//进度
    int loop_count = (int)rate;//循环次数

    while (cnt <= loop_count)
    {
        bar[cnt++] = Style;
    }
            printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, lable[cnt % len]);
        fflush(stdout);
}

打印出现卡顿情况

由于ProcessBar在外部会被不断调用,导致多次从头开始打印。这里可以将printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, lable[cnt % len]);提取出来。在循环体内,将字符串拼接好,放到缓冲区中,根据外部比例,只需要每次打印一张静态的进度条。

不同风格的代码

如果以后我们想在不改变源代码的基础上,使用其他形式进度条。比如:图形界面版的进度条使用起来,这里可以将函数作为参数,只需要传递函数指针即可。

模拟网络是否良好,可以在外部调用不同大小文件。

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以上就是本篇文章的所有内容,在此感谢大家的观看!这里是Linux笔记,希望对你在学习Linux旅途中有所帮助!

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