目录
[1.1 回车换行](#1.1 回车换行)
[1.2 缓冲区](#1.2 缓冲区)
[2.1 注意事项](#2.1 注意事项)
[3.1 源代码](#3.1 源代码)
[3.2 代码分析](#3.2 代码分析)
[3.2 实际使用场景](#3.2 实际使用场景)
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一、预备知识
1.1 回车换行
一般意义上的回车换行是两个独立的独立的动作,而C语言中的\n
则同时完成了回车和换行的工作。回车是将光标移动到当前行的做开始(最左侧),换行是将光标水平方向保持不变,竖直方向向下平移一行。C语言中可以通过转义字符\r
实现回车。
我们电脑键盘上的EBTER
按键则是同时实现了回车和换行的功能,当按下ENTER
键,光标会去到下一行的最开始的位置。
1.2 缓冲区
📖先看一个现象
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("Hello Linux!\n");
sleep(2);
return 0;
}
这段代码很简单,现在屏幕上打印出Hello Linux!
,接着调用sleep
函数让程序休眠两秒。接下来,我们对上面的代码稍作修改,去掉\n
再来试试。
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("Hello Linux!");
sleep(2);
return 0;
}
通过动图可以看到,在去掉/n
后对代码编译运行,先是休眠了两秒,接着才在屏幕上打印出Hello Linux!
,并且因为没有\n
,所以打印完后没有换行,导致bash
命令行就紧跟在打印结果的后面。
📖现象分析
很多小伙伴会根据上面的现象猜测,这段代码先执行了sleep
休眠,再去执行printf
打印,这样的猜测是错误的,因为任何一个C程序,都是严格按照代码的顺序去执行。既然这样的话,先执行printf
,再执行sleep
,那在休眠的两秒期间,printf
的打印结果在哪里呢?由于最终Hello Linux!
还是出现在我们的屏幕上,所以在这两秒期间,Hello Linux
一定是被保存起来了,其实就是保存在缓冲区 中。缓冲区就是C语言维护的一段内存。默认当程序结束的时候才会将缓冲区中的内容刷新出来。
📖如何强制刷新缓冲区
任何一个C程序运行的时候都会默认帮我们打开以下三个流:
- stdin - - - - 标准输入流(键盘)
- stdout - - - - 标准输出流(显示器)
- stderr - - - - 标准错误(显示器)
Linux下一切介文件,这三个流都是FILE*
的指针,所以任何一个C程序运行的时候,操作系统会帮我们打开以上三个文件。今天我们只需要关心stdout
标准输出流即可。我们可以通过fflush
函数来刷新缓冲区。
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("Hello Linux!");
fflush(stdout);//刷新缓冲区
sleep(2);
return 0;
}
通过运行结果可以看出,这一次虽然在打印的时候也没有加\n
,但取先把Hello Linux!
打印出来,然后再休眠两秒。
小Tips:通过上面的分析我们可以得出,刷新缓冲区主要有以下几种方法:
\n
可以刷新缓冲区。- 程序结束也会刷新缓冲区。
fflush(stdout)
可以手动刷新缓冲区。
二、倒计时
有了上面的知识储备,我们先来实现一个简单的倒计时练练手。
📖源代码
#include "processBar.h"
#include <unistd.h>
int main()
{
int cnt = 10;
while(cnt >= 0)
{
printf("%-2d\r",cnt);
fflush(stdout);
sleep(1);
cnt--;
}
printf("\n");
return 0;
}
📖效果演示
2.1 注意事项
📖回车、刷新缓冲区
由于倒计时,是用新数字去覆盖老数字,因此每打印一个数字后不能用\n
进行换行,否则就会像下面这样:
这里的正确做法是,每打印一个数字后紧跟着打印一个\r
回车,让光标回到这一行最开始的位置,这样新打印的数字就会去覆盖掉老的数字。但是\r
不会去刷新缓冲区,因此在每打印完一个数字后,需要调用fflush(stdout)
来刷新缓冲区。
📖格式化控制
这里我们需要知道,往显示器上打印整型10,本质上是打印了字符1
和字符0
,由于这两个字符是挨在一起的,我们看起来就像是整型10。因此打印10,会占用两个字符,而打印0~9只需要一个字符,所以\r
回车之后去覆盖写,只会覆盖一个字符,对第二个字符0
始终没有影响,因此我们需要用%-2d
来控制,每次打印两个位宽的字符,-
表示将这两个字符左对齐。如果不进行格式化控制,打印出来的结果将是下面这样:
三、进度条
3.1 源代码
📖processBar.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#define NUM 102
#define STYLE '='
#define TOP 100
#define BODY '>'
extern void processbar();
📖processBar.c
#include "processBar.h"
#include <string.h>
#include <unistd.h>
const char* lable = "|/-\\";//旋转提示
void processbar()
{
char bar[NUM];
memset(bar, '\0', sizeof(bar));
int len = strlen(lable);
int cnt = 0;
while(cnt <= TOP)
{
printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, cnt, lable[cnt%len]);
fflush(stdout);
bar[cnt++] = STYLE;
if(cnt < 100)
{
bar[cnt] = BODY;
}
usleep(100000);//以微秒为单位进行休眠,想让进度条10秒跑完,因为一共会循环101次,所以每次循环大概就是休眠0.1秒,100毫秒,10000微秒
}
printf("\n");
}
📖效果演示
3.2 代码分析
📖进度条往右走的实现原理
进度条向右走动的原理就是,这一次比上一次多打印一点内容。因此我们可以定义一个字符数组bar
,通过循环每次往字符数组里面追加字符,然后将这个字符数组打印出来,由于每次循环都会往数组里追加字符,所以就会导致下一次打印出来的内容比这一次的多,视觉上就感觉进度条在往右走。又因为进度条始终是在同一行往右走的,所以每打印完一次要用\r
,让光标回到当前行的最开始位置,下一次打印就会产生覆盖的效果。其次是进度条的风格,这里我们定义了标识符常量STYLE
来表示进度条的风格。
📖while循环逻辑分析
因为进度条是从0~100%,中间有101个跨度,因此循环的次数就是101次,因此cnt
的范围是[0,100]
,这里用TOP
来表示区间的右端点100。整个循环会执行101次打印动作和101次字符追加动作,因为总共会追加101个字符,再加上末尾的\0
,一共就是102个字符,因此表示数组大小的NUM
就是102。最初将数组中的内容全部初始化为\0
,这样,第一次打印的就是一个空串什么也没有,对标0%,打印完后进行追加,在数组下标为cnt
的位置(也就是下标为0的位置)追加了一个=
,下标为cnt+1
的位置(也就是下标为1的位置)追加一个>
,第二次打印出来的就是=>
,对标1%。当到进度到达100%的时候,我们希望打印出来的进度条右边没有>
,因为100%对应的是最后一次打印,也就是当cnt == 100
的时候,此时我们希望打印出100个=
即可,这意味着,当执行这次打印时,数组下标为99的位置存储的是一个=
并且下标为100的位置是\0
,前者简单,当cnt == 99
的时候字符串追加的时候会把其设置成=
,要满足后者,我们就要加一个判断条件当cnt < 100
的时候才能将bar[cnt]
设置成>
,否则不能修改bar[cnt]
。
3.2 实际使用场景
上面的processBar.c
中为了演示进度条的原理,在里面写了一个while
循环来模拟,但实际上的进度条并不是这样用的。以下载东西为例,作为一个进度条,它本身并不知道下载了多少,它只会提供一个接口,在下载东西的时候,调用这个接口,然后将已经下载好的比率作为参数传给进度条模块,它会根据比率打印出对应的进度条样式。
📖版本一
//processBar.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#define NUM 102
#define STYLE '='
#define TOP 100
#define BODY '>'
extern void processbar(int ret);
//processBar.c
#include "processBar.h"
#include <string.h>
#include <unistd.h>
const char* lable = "|/-\\";
//V2版本
char bar[NUM] = {'\0'};//定义在全局避免每一次函数调用都会重现创建
void processbar(int ret)
{
if(ret <0 || ret > 100)//合理性判断
{
return;
}
if(ret == 0)//当比率为0的时候将数组全置为'\0'
{
memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}
int len = strlen(lable);
printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, ret, lable[ret%len]);
fflush(stdout);
bar[ret++] = STYLE;
if(ret < 100)
{
bar[ret] = BODY;
}
}
//main.c
int main()
{
int total = 1000;//假设总共要下载1000个G
int cur = 0;//当前下载的
while(cur <= total)
{
processbar(cur * 100 / total);
usleep(50000);//模拟下载花费时间
cur += 10;//循环下载了一部分,更新进度
}
return 0;
}
📖版本二
//processBar.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#define NUM 102
#define STYLE '='
#define TOP 100
#define BODY '>'
extern void processbar(int ret);
//processBar.c
#include "processBar.h"
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define NONE "\033[m"
#define RED "\033[0;32;31M"
#define GREEN "\033[0;32;32m"
#define LIGHT_BLUE "\033[1;34m"
#define LIGHT_PURPLE "\033[1;35m"
const char* lable = "|/-\\";
//V2版本
char bar[NUM] = {'\0'};
void processbar(int ret)
{
if(ret <0 || ret > 100)//合理性判断
{
return;
}
if(ret == 0)//当比率为0的时候将数组全置为'\0'
{
memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}
int len = strlen(lable);
printf("["LIGHT_BLUE"%-100s"NONE"]""[%d%%][%c]\r", bar, ret, lable[ret%len]);
fflush(stdout);
bar[ret++] = STYLE;
if(ret < 100)
{
bar[ret] = BODY;
}
}
//main.c
#include "processBar.h"
#include <unistd.h>
typedef void (*callback_t) (int);
//模拟一种安装或者下载
void Downbload(callback_t ct)
{
int total = 1000;//假设总共要下载1000个MB
int cur = 0;//当前下载的
while(cur <= total)
{
int rate = cur*100/total;
ct(rate);
usleep(50000);//模拟下载花费时间
cur += 10;//循环下载了一部分,更新进度
}
printf("\n");
}
int main()
{
printf("Downbload 1:\n");
Downbload(processbar);
printf("Downbload 2:\n");
Downbload(processbar);
printf("Downbload 3:\n");
Downbload(processbar);
printf("Downbload 4:\n");
Downbload(processbar);
return 0;
}
📖效果演示
🎁结语:
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