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

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

      ---

      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！

        ---

        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！

          ---

          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 
          

          ---

          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'
          3.2 版本二
          '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'
          3.3 版本三
          '
               char bar[SIZE] = {0};
           	 //循环打印
           	 int num = strlen(str);
               while(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！

          ---

          4. 总结拓展

          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  
           
           
            
           
          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！。
           
           
          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 
                  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 = 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  
           
           
            
           
          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！
           
           
          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
           
          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