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
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 <stdio.h>
#include <unistd.h>
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 <stdio.h>
#include <unistd.h>
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 <stdio.h>
#include <unistd.h>
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 <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
// 定义进度条的总长度，因为有'\0'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'\0'
char bar[SIZE] = {0};
//循环打印
int num = strlen(str);
while(rate <= MAX_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！
3.2 版本二
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 <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#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 < target)
// {
// usleep(STIME); // 用休眠时间，模拟下载时间
// total += DSIZE;
// process_v2(total*100/target);
// }
// printf("\n");
//}
// 回调函数
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 < target)
{
usleep(STIME); // 用休眠时间，模拟下载时间
total += DSIZE;
int rate = total*100/target;
cb(rate);
}
printf("\n");
}
int main()
{
download(process_v2);
return 0;
}
.............
//test.c：实现
#include "test.h"
const char *str = "|/-\\";
void process_v2(int rate)
{
static char bar[SIZE] = {0};
int num = strlen(str);
if(rate <= MAX_RATE && rate >= 0)
{
printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, rate, str[rate%num]);
fflush(stdout);
bar[rate] = STYLE;
}
if(rate == MAX_RATE)
{
// 重新刷新为0
memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}
}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！。
3.3 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 <= target)
{
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 <= MAX_RATE && 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 < MAX_RATE)
{
bar[(int)rate] = STYLE_BODY;
bar[(int)rate+1] = STYLE_HEADER;
}
else{
bar[(int)rate] = STYLE_BODY;
}
}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！
4. 总结拓展
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