【Linux系统编程】进度条的编写

一，进度条的必备知识

1，缓冲区的粗略介绍

2，回车与换行

二，进度条的初步制作

1，进度条的初步矿建

2，进度条的版本一

3，进度条的版本二

一，进度条的必备知识

1，缓冲区的粗略介绍

缓冲区是内存的一部分空间，用于临时存储输入和输出的数据。它可分为输入缓冲区和输出缓冲区。每当我们输入数据时都是往输入缓冲区中存放数据，当刷新缓冲区时，数据将会从缓冲区中拿出输入到某个变量中。每当我们输出数据时，系统将会把数据输出到输出缓冲区中，当刷新输出缓冲区时，数据将会从输出缓冲区输出到指定地方。

其中，缓冲区的刷新时机是不同的。行缓冲会在遇到换行符时刷新，全缓冲会在缓冲区写满时刷新，而无缓冲则没有缓冲区，代表是系统调用。在C/C++中，通常用**fflush(FILE* stream)**来强制刷新指定流的缓冲区。

C/C++中类似于sleep函数功能控制的就是缓冲区，当系统调用到sleep是，将会被缓冲区暂时保存起来，一旦sleep运行完毕之后缓冲区才刷新。进度条有时控制的就是缓冲区的刷新时间。

2，回车与换行

" 回车 " 是把光标从当前位置直接指向最开头位置。" 换行 " 是把光标从当前位置直接指向下一行同一列的位置。我们在C语言阶段常用的 " \n " 指的是换行 + 回车。而 " \r " 只表示回车。

二，进度条的初步制作

1，进度条的初步矿建

首先，我们先来编写进度条的简单倒计时程序，这就需要运用回车和sleep来控制程序的运行。

#include <iostream>
#include <iomanip> //setw的头文件
#include <unistd.h> //usleep()的头文件，对应参数单位为微秒
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n = 10;
while (n >= 0) {
cout << left << setw(2) << n << '\r'; //跟C语言中printf("%-2d\r", n)效果一样
fflush(stdout); //强制刷新输出缓冲区
n--;
usleep(500000); //这里我们控制缓冲时间为0.5秒
}
cout << endl;
return 0;
}

下一步，要思考进度条的框架设计。这里的进度条将外围用 " = " 表示进度的加载，外围设置了百分比显示加载数据。用 "|/-\" 来表示其中的加载，即顺时针旋转。

2，进度条的版本一

首先，外面设置一个头文件 "process.h" 进行必要的设置

#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <iomanip>
#include <cstdio>
using namespace std;

#define Body '=' //使用body来表示进度
#define Head '>' //Head表示目前加载的终点，这里用 ' > ' 表示

void process1(); //进度条函数

下面，进行进度功能的编写。这里使用 usleep 功能来控制进度的的运行，这里需注意的是输出缓冲区的刷新。

void process1()
{

//用lable表示进度条的加载
string lable("|/-\\");
string nums;
int count = 0;
int lablesize = lable.size();
nums.push_back(Head);
while (count <= 100)
{
cout << " $" \<\< left \<\< setw(100) \<\< nums \<\< "$ ";
cout << " $" \<\< "%" \<\< count \<\< "$ ";
cout << " $" \<\< lable\[count % lablesize$ << "]" << '\r';
fflush(stdout);
nums.clear();
count++;
nums.append(count, Body);
if (count < 100)
{
nums.push_back(Head);
}

//这里我们设置每0.6秒加载一次
usleep(60000);
}
cout << endl;
}

运行最终结果：

$====================================================================================================$ $%100$ $\|$

3，进度条的版本二

进度条一般都是运用在一种应用上，表示应用的加载过程。很显然，版本一的进度条只是无脑运行，不知道程序进度是多少，即没有依附应用进度，比如下载程序，这时的进度条需依附于下载进度来跟进。

头文件 "process.h" 添加如下：

#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <iomanip>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
using namespace std;

#define Body '='
#define Head '>'
#define Max 103
#define FileSize 1024*1024*1024 //设置FileSize文件内存为1G，表示下载程序的总大小

typedef void (*callback_t)(double); //利用函数指针来进行封装进度运用

void download(callback_t); //模拟一种下载进度
void process2(double rate); //进度条跟进程序

这里，在设置download下载时要将每一次的下载进度传递给进度条让其显示百分比。

void download(callback_t cb) //利用回调函数的形式设置进度
{
srand(time(0)*1024);
int total = FileSize;
while (total)
{
//下面表示一次下载动作
usleep(10000);
int one = rand() % (1024 * 1024 * 5);
total -= one;
if (total < 0)
{
total = 0;
}
//表示当前的进度
int download = FileSize - total;
double rate = (download * 1.0 / (FileSize)) * 100.0;
cb(rate); //每一次进度条的传递
}
}

进度条设置时要说明以下几点：

1，我们使用 "|/-\\" 表示进度跟进时是根据下载进度进行的，与当前的进度无关。

2，进度条的总设置需与下载程序紧紧联系。比如当程序加载完时，" > " 进度条中表示进度运行的就要停止，即删除。

3，在输出进度运行过程，我们可添加其色彩表示美观，链接：色彩文本的增添

void process2(double rate)
{

//用lable表示下载任务一直在跟进
string lable("|/-\\");

//注意，这里要保留之前的进度，需设置静态
static char buffer $Max$ = { 0 };
static int cnt = 0;
if (rate <= 1.0)
{
buffer $0$ = Head;
}
printf("\033 $1;31;46m\[%-100s$ \033 $0m\[%.1lf%%$ $%c$ \r", buffer, rate, lable $cnt % lable.size()$ ); //设置色彩，这里我们设置高亮/加粗，青色背景，红色字体的色彩
fflush(stdout);

//下面控制进度的跟进
buffer $(int)rate$ = Body;
if ((int)rate + 1 < 100)
{
buffer $(int)(rate + 1)$ = Head;
}
if (rate >= 100.0)
{
cout << endl;
}
cnt++;
cnt %= lable.size();
}

总代码如下：

cpp 复制代码

#include "process.h"
//版本一
void process1()
{
    string lable("|/-\\");
    string nums;
    int count = 0;
    int lablesize = lable.size();
    nums.push_back(Head);
    while (count <= 100)
    {
        cout << "[" << left << setw(100) << nums << "]";
        cout << "[" << "%" << count << "]";
        cout << "[" << lable[count % lablesize] << "]" << '\r';
        fflush(stdout);
        nums.clear();
        count++;
        nums.append(count, Body);
        if (count < 100)
        {
            nums.push_back(Head);
        }
        usleep(60000);
    }
    cout << endl;
}
//版本二
void download(callback_t cb)
{
    srand(time(0) * 1024);
    int total = FileSize;
    while (total)
    {
        usleep(10000);
        int one = rand() % (1024 * 1024 * 5);
        total -= one;
        if (total < 0)
        {
            total = 0;
        }
        int download = FileSize - total;
        double rate = (download * 1.0 / (FileSize)) * 100.0;
        cb(rate);
    }
}
void process2(double rate)
{
    static string lable("|/-\\");
    static char buffer[Max] = { 0 };
    static int cnt = 0;
    if (rate <= 1.0)
    {
        buffer[0] = Head;
    }
    printf("\033[1;31;46m[%-100s]\033[0m[%.1lf%%][%c]\r", buffer, rate, lable[cnt % lable.size()]);
    fflush(stdout);
    buffer[(int)rate] = Body;
    if ((int)rate + 1 < 100)
    {
        buffer[(int)(rate + 1)] = Head;
    }
    if (rate >= 100.0)
    {
        cout << endl;
    }
    cnt++;
    cnt %= lable.size();
}
int main()
{
    //process1(); //使用进度条粗略版本一
    download(process2); //使用进度条进化版本二
    return 0;
}

最后，要说明的是，以上程序都是在Linux系统下运行进行的，在VS或其它编译器下可能会出现错误消息，这时因为不同平台支持的C标准或系统设置不同而造成的差异。