【Linux系统编程】第十四弹---进度条

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1、回车和换行

2、观察回车换行现象

3、缓冲区

4、usleep和fflush函数

5、简单倒计时

6、进度条

6.1、版本一

6.2、版本二

总结

1、回车和换行

回车：

指光标由行中任意位置移动到行首。

换行：

指换到下一行的情况。

\r：只进行回车

\n：进行回车和换行

2、观察回车换行现象

1.执行下面代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    printf("hello linux\n");
    sleep(3);
    return 0;
}

现象：

打印完字符串，然后休眠3秒，最后结束程序。

2.执行下面代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    printf("hello linux\r");
    sleep(3);
    return 0;
}

现象：

休眠3秒，程序就结束了。

为什么使用\r就不能字符串了呢？？？

这会牵扯到缓冲区的知识，我们在写一个缓冲区的点来详细讲解！！！

补充查询手册：

输入命令：

mam 3 sleep # 三号手册才能查到我们想用的sleep

3、缓冲区

概念：

在内存中预留了一块空间，用来缓冲输入或输出的数据，这个保留的空间被称为缓冲区。

那为什么字符串结尾有\n就会打印字符串，而有\r则不打印字符串呢？？？

由于显示器模式是行刷新缓冲区是按行缓冲的。而字符串是先拷贝在内存空间中，当遇到\n的时候，就会强制把字符串刷新到显示器文件上，因此就看到该字符串了。

而字符串后面是\r的情况，不会强制把字符串刷新到显示器，但是当遇到return 0;时，会强制刷新到显示器上，但是由于\r 会回到行首后，会进行覆盖写，shell 提示符会覆盖掉之前写的 “hello world”。

注意：缓冲区满了也会刷新缓冲区。

如果我们想自己手动刷新缓冲区该怎么办呢？？？

可以通过调用刷新缓冲区的函数，我们在下面通过代码进行讲解。

4、usleep和fflush函数

我们可以通过man手册先查询两个函数的基本用法。

1. usleep函数

功能：

以微秒为间隔暂停执行，头文件为#include<unistd.h>

2.fflush函数

功能：

重刷一个流。

stdout -- 标准输出流 -- 屏幕

stdin -- 标准输入流 -- 键盘

stderr -- 标准错误流 -- 屏幕

3.代码演示

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    printf("hello linux\r");
    fflush(stdout); # 强制刷新输出流
    sleep(3);       # 休眠3秒
    return 0;
}

现象：

先打印字符串，然后休眠3秒，字符串被shell提示符覆盖。

5、简单倒计时

通过上面的简单重刷输出流，我们可以做一个简单的倒计时程序。

要求：实现一个从10到0的倒计时效果。

代码：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
   int cnt = 10;
   while(cnt >= 0)
   {
       printf("%-2d\r",cnt);// 以2位的固定位宽输出且左对齐方式打印
       fflush(stdout);//重刷缓冲区
       sleep(1);//休眠1秒，只有休眠才能看到倒计时的效果
       cnt--;
   }
   printf("\n");
   return 0;
}

分析：

1. 定义倒计时变量 cnt,让其逐渐递降。
2. 核心就是用 \r 回到缓冲区行首进行覆盖写，然后fflush不断刷新出出来，但是只是刷新并不能看到效果，因为它会直接被覆盖，因此需要休眠一会，几秒自己设置。
3. 格式调整，打印 cnt==10 时，在缓冲区打印的其实是字符1和字符0，如果我们不用 %2d(以2位的固定位宽输出) 来调整格式，而用 d% 的话，那么覆盖写只会覆盖第一位字符 1 的位置，而第二位的字符 0 还留在缓冲区原来的位置，于是倒计时便会变为下面这样
10->90->80->70->60->50->40->30->20->10->00 ，-2d% 加个负号保证其向左对齐。
4. 倒计时完加个 \n符，shell 提示符就不会覆盖倒计时。

6、进度条

6.1、版本一

此处我们安装C语言中的分文件实现此进度条，加上我们Linux中学习的makefile工具。

首先我们创建四个文件：processbar.c processbar.h main.c makefile

processbar.c : 进度条函数的实现。

processbar.h : 进度条函数的声明，头文件包含。

main.c : 调用.h文件中的方法。

makefile : 自动化编译。

进度条效果：

第一个中括号就是表示进度条。
第二个中括号表示进度。
第三个表示旋转样式。

原理基本跟倒计时一样。

[jkl@VMCentos7 process]$ touch processbar.h processbar.c main.c makefile  # 创建四个文件
[jkl@VMCentos7 process]$ ls
main.c  makefile  processbar.c  processbar.h

makefile文件代码：

processbar:processbar.c main.c
    gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
    rm -f processbar

processbar.h代码：

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

void ProcBar();

processbar.c代码：

#include "processbar.h"                                                                                                 
  
//字符串长度
#define Length 101
#define Style '#' //表示进度条的符号

const char* label="|/-\\";//两个\\表示一个\，表示旋转样式

//version1
void ProcBar()
{
    char bar[Length];//缓冲区长度 
    memset(bar,'\0',sizeof(bar));//将缓存区空间都改为\0
    int len=strlen(label);//字符串长度
    //循环往缓存区输入#
    int cnt=0;
    while(cnt<=100)
    {
        printf("[%-100s][%3d%%][%c]\r",bar,cnt,label[cnt%len]);
        fflush(stdout);
        bar[cnt++]=Style;
        usleep(30000);//休眠30000微秒，秒太长了
    }
    printf("\n");
}

main.c代码：

#include "processbar.h"                                                                                                 
  
int main()
{
    ProcBar();
    return 0;
}

运行中的效果：

最后的效果：

6.2、版本二

在我们的实际生活中，进度条一般不会单独出现，常出现在下载界面和游戏界面，因此版本二通过下载场景来进行展示。

makefile文件代码：

download:download.c test.c
    gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
    rm -f download

download.h代码：

#pragma once

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

typedef void(*callback_t)(double, double);//函数指针


//void ProcBar();
void ProcBar(double total, double current);

download.c代码：

#include"download.h"

#define Length 101
#define Style '='

const char *lable = "|/-\\";



//version 2
void ProcBar(double total, double current)
{
    char bar[Length];
    memset(bar, '\0', sizeof(bar));
    int len = strlen(lable);

    int cnt = 0;
    double rate = (current*100.0)/total;
    int loop_count = (int)rate;
    while(cnt <= loop_count)
    {
        bar[cnt++] = Style;
        //usleep(20000);
    }
    printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, lable[cnt%len]);
    fflush(stdout);
}

test.c代码：

#include"download.h"

double bandwidth = 1024*1024*1.0;

//download
void download(double filesize,callback_t cb)
{
    double current = 0.0;

    printf("download begin, current: %lf\n", current);
    while(current <= filesize)
    {
        cb(filesize, current);
        //从网络中获取数据
        usleep(100000);
        current += bandwidth;
    }
    printf("\ndownload done, filesize: %lf\n",filesize);
}

int main()
{
    download(100*1024*1024,ProcBar);
    download(2*1024*1024,ProcBar);
    return 0;
}