【Linux系统】—— 简易进度条的实现

9毫米的幻想2025-02-12 14:46

【Linux系统】------ 简易进度条的实现

  • [1 回车和换行](#1 回车和换行)
  • [2 缓冲区](#2 缓冲区)
  • [3 进度条的准备代码](#3 进度条的准备代码)
  • [4 第一版进度条](#4 第一版进度条)
  • [5 第二版进度条](#5 第二版进度条)

1 回车和换行

先问大家一个问题：回车换行 是什么，或者说回车和换行是同一个概念吗？

可能大家对回车换行有一定的误解，本文在这里讲解一下：

假设我们是在写小作文

  • 换行：将笔尖换到下一格，即移动到下一行。
  • 回车：将笔尖移动到本行的开头。
      

在计算机中，换行符为「\n」，回车符为 「\r」，我们往往用「\r\n」来整体表示回车换行。

但之前写 C语言 时，我们只用「\n」也能同时达到回车和换行的效果，这是在语言层面上，将 \n 解析成 \r\n

2 缓冲区

下面我们非常粗略的了解一下缓冲区的概念：

先来段测试代码

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("Hello Linux!\n");
    sleep(3);
    return 0;
}

注： sleep() 函数的头文件为：<unistd.h>

一切正常

我们将 printf 中的「\n」去掉试试

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("Hello Linux!");
    sleep(3);
    return 0;
}

结果好像和我们想的有点不太一样。

解释上面原因前，先问大家一个问题：上述代码是先执行 printf还是先执行sleep？

按结果来看，应该是先执行 sleep，再执行printf

但事实恰恰相反，是先执行的 printf 。在初学C语言时，我们知道一个程序有几种控制流：循环、判断、顺序 。我们对应的程序在执行时永远都是从前往后执行的！

当程序执行到 sleep 语句时，它一定是把 printf 执行完了。可显示器上并没有显示，那在休眠的 3 秒期间，字符串 "Hello Linux" 在哪呢？在缓冲区 里！

简单理解一下：在内存中有一块内存块叫缓冲区，先将字符串临时存放在缓冲区里。缓冲区向显示器输出是行刷新，也就是说它遇到 \n 自动将缓冲区的内容刷新出去；如果没遇到就一直在缓冲区中呆着，直到程序退出时再自动刷新缓冲区，我们才能看到打印出的字符串。

如果想让不带 '/n' 的字符串立即刷新，可以用 fflush 函数

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("Hello Linux!");
    fflush(stdout);
    sleep(3);
    return 0;
}

3 进度条的准备代码

我们先不急着写进度条，先写几段测试代码

先来实现一个倒计时

c 复制代码 
int main()
{
    int i = 9;
    while(i >= 0)
    {   
        printf("%d\n", i); 
        --i;
    }   
    return 0;
}

现在它是换行进行打印，但我们想让它在同一个位置打印。这时我们可以运用前面学习到的回车符 「\r」

c 复制代码 
int main()
{
    int i = 9;
    while(i >= 0)
    {   
        printf("%d\r", i); 
        --i;
        sleep(1);
    }   
    return 0;
}

为什么它一直不显示呢？而且最后程序结束了，命令行覆盖了，什么都没有

这是因为数据一直在缓冲区 没有刷新出来，而最后程序运行结束刷新缓冲区 了，因为回车符，命令行从头开始写将数据覆盖了。

我们手动刷新缓冲区，并且为了不让命令行覆盖数据，我们单独进行换行

cpp 复制代码 
int main()
{
    int i = 9;
    while(i >= 0)
    {   
        printf("%d\r", i); 
        fflush(stdout);
        --i;
        sleep(1);
    }   
    printf("\n");
    return 0;
}

现在，我们写的代码就可以进行倒计时了......了吗？

还没有，如果我们改成从 10 开始倒计时会怎样

又出问题了。

讲个小知识点：显示

当我们向显示器中输出 12345 这个数时，显示器上本质上是输出 12345 这个数字 还是 '1' '2' '3' '4' '5' 这 5 个字符 呢？

答案是后者。显示器是字符设备，它只认字符！

这也解释了为什么我们 printf 要格式化输出。比如我们输出一个 int a，printf 内部将其由整数转成字符串，再用类似 putc 的接口一个一个字符输出到显示器上

怎么解决上述问题呢？很简单，将输出的显示的位宽改为 2 即可

cpp 复制代码 
int main()
{
    int i = 10; 
    while(i >= 0)
    {   
        printf("%-2d\r", i); 
        fflush(stdout);
        --i;
        sleep(1);
    }   
    printf("\n");
    return 0;
}

4 第一版进度条

我们想写一个怎么样的进度条：

一对 [ ] 括起100个空字符；每加载 1% 就有一个 '#' 替换一空字符；并在后面显示下载进度和转圈圈表示软件一直在下载

首先创建多文件

再写 makefile（对 makefile 有困惑的小伙伴可移步【Linux系统】------ make/makefile）

基本框架如下：

process.c 代码如下

如果大家觉得休眠 1 秒时间太长，这里给大家再介绍一个新的休眠函数：usleep

usleep 函数的休眠时间是以微妙 为单位的，头文件同样是<unistd.h>

效果如下：

现在我们还需要加上百分比 和旋转光标 。旋转光标是用来告诉用户该程序一直在下载中。

百分比的实现很简单，这里就不单独介绍了，需要注意的是打印 '%'，要输入 '%%' 表示取其字面值

我们简单介绍一下简易光标如何实现

其实旋转光标很简单，只需要 '|' '/' '-' '\' 不断循环打印即可（因为 '\' 是特殊字符，我们输入 '\\' 表示取字面值）

至此，我们就完成了第一版进度条，代码如下

cpp 复制代码 
#include "process.h"
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define NUM 101
#define STYLE '#'

void process_v1()
{
    char buffer[NUM];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    const char* lable = "|/-\\";
    int len = strlen(lable);

    int cnt = 0;
    while(cnt <= 100)
    {   
        printf("[%-100s][%2d%%][%c]\r", buffer, cnt, lable[cnt % len]);
        fflush(stdout);
        buffer[cnt] = STYLE;
        ++cnt;
        usleep(100000);
    }   
    printf("\n");
}

效果展示：

5 第二版进度条

第一版本的进度条看起来像模像样的，其实它根本无法使用！

因为第一版本的进度条和下载的软件是各跑各的，可能软件值下载了 1% 但我们的进度条已经跑完了，而真实的进度条是要反应真实下载进度的。

一个进度条，一定要结合具体的场景，边下载边更新进度条。

我们定义变量 total 来表示要下载的总大小；speed 为下载的速度，当然实际的下载速度是浮动的，但这里为方便我们将其固定下来；current 表示当前已下载量。当然，真正的下载是要从网络中获取数据的，这点我们还没学，就用休眠时间来替代

c 复制代码 
// main.c
#include "process.h"
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

double total = 1024;
double speed = 1.0;

void DownLoad()
{
    double current = 0;
    while(current < total)
    {   
        //下载代码
        usleep(3000);//充当下载数据
        current += speed;
    }   
    printf("download %lfMB Done\n", current);
}

int main()
{
    DownLoad();
    return 0;
}

现在的情况是我们不知道他正在下载，因此我们需要引入进度条。

我们重新定义一个 FlushProcess()函数，FlushProcess()函数 的作用是根据当前的下载进度来打印进度条

部分代码如下

c 复制代码 
void FlushProcess(double total, double current)
{
    char buffer[NUM];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    const char* lable = "|/-\\";
    int len = strlen(lable);
    
    static int cnt = 0;

    //不需要自己循环,填充#
    int num = (int)(current * 100 / total);
    int i = 0;
    for(; i < num; i++)
    {   
        buffer[i] = STYLE;
    }   
    
    double rate = current / total;
    
    cnt %= len;
    printf("[%-100s][%.lf%%][%c]\r", buffer, rate * 100, lable[cnt]);
    ++cnt;
    fflush(stdout);
}

void DownLoad()
{
    double current = 0;
    while(current <= total)
    {   
    	//调用FlushProcess函数不断打印进度条
        FlushProcess(total, current);
        //下载代码
        usleep(3000);//充当下载数据
        current += speed;
    }   
    printf("\ndownload %.2lfMB Done\n", current);
}

int main()
{
    DownLoad();
    return 0;
}

效果演示

但是上述代码还有一点小问题：现在是下载需要进度条，如果以后是上传呢？上传也需要有对应的进度条。但此时的进度条函数 FlushProcess() 是硬加载在下载函数 DownLoad() 中的；如果是上传，需要的函数是 UpLoad()，那是不是在 UpLoad()函数中也要加载一份进度条 FlushProcess() 函数呢？这样做是不是太麻烦了？

为了解决这个问题，我们可以使用函数指针

完整代码：

c 复制代码 
//process.h
#pragma one
#include <stdio.h>

void FlushProcess(double total, double current);


//process.c
#include "process.h"
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define NUM 101
#define STYLE '#'

void FlushProcess(double total, double current)
{
    char buffer[NUM];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    const char* lable = "|/-\\";
    int len = strlen(lable);
    
    static int cnt = 0;

    //不需要自己循环,填充#
    int num = (int)(current * 100 / total);
    int i = 0;
    for(; i < num; i++)
    {   
        buffer[i] = STYLE;
    }   
    
    double rate = current / total;
    
    cnt %= len;
    printf("[%-100s][%.lf%%][%c]\r", buffer, rate * 100, lable[cnt]);
    ++cnt;
    fflush(stdout);
}


//main.c
include "process.h"
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

typedef void(*callback_t)(double total, double current);

double total = 1024;
double speed = 1.0;

void DownLoad(callback_t cb) 
{
    double current = 0;
    while(current <= total)
    {   
        cb(total, current);
        //下载代码
        usleep(3000);//充当下载数据
        current += speed;
    }   
    printf("\ndownload %.2lfMB Done\n", current);
}

int main()
{
    DownLoad(FlushProcess);
    return 0;
}

好啦，本期关于 进度条 的知识就介绍到这里啦，希望本期博客能对你有所帮助。同时，如果有错误的地方请多多指正，让我们在 Linux 的学习路上一起进步！

相关推荐
云攀登者-望正茂5 分钟前
无缝部署您的应用程序：将 Jenkins Pipelines 与 ArgoCD 集成
运维·jenkins·argocd
汉克老师29 分钟前
GESP2025年3月认证C++二级( 第三部分编程题（1）等差矩阵）
c++·算法·矩阵·gesp二级·gesp2级
wingaso35 分钟前
[经验总结]删除gitlab仓库分支报错：错误：无法推送一些引用到“http:”
linux·数据仓库·git
独行soc40 分钟前
2025年渗透测试面试题总结-阿里云[实习]阿里云安全-安全工程师（题目+回答）
linux·经验分享·安全·阿里云·面试·职场和发展·云计算
勤不了一点1 小时前
小白上手RPM包制作
linux·运维·服务器·软件工程
小刘要努力呀！1 小时前
嵌入式开发学习（第二阶段 C语言基础）
c语言·学习·算法
joker D8881 小时前
【C++】深入理解 unordered 容器、布隆过滤器与分布式一致性哈希
c++·分布式·哈希算法
草莓熊Lotso1 小时前
【C语言字符函数和字符串函数(一)】--字符分类函数，字符转换函数，strlen，strcpy，strcat函数的使用和模拟实现
c语言·开发语言·经验分享·笔记·其他
盛夏绽放1 小时前
Python字符串常用内置函数详解
服务器·开发语言·python
麦a~M了M2 小时前
ansible
linux·运维·ansible
热门推荐
01YOLOv8入门 | 重要性能衡量指标、训练结果评价及分析及影响mAP的因素【发论文关注的指标】02KGG转MP3工具|非KGM文件|解密音频03从零安装 LLaMA-Factory 微调 Qwen 大模型成功及所有的坑04【SpeedAI科研小助手】2分钟极速解决知网维普重复率、AIGC率过高，一键全文降！文件格式不变，公式都保留的！05DeepSeek各版本说明与优缺点分析06Coze扣子平台完整体验和实践（附国内和国际版对比）07YOLOv5改进 | 添加CA注意力机制 + 增加预测层 + 更换损失函数之GIoU08苍穹外卖面试总结09yolov8，yolo11，yolo12 服务器训练到部署全流程 笔记10深度学习基础--ResNet网络的讲解，ResNet50的复现(pytorch)以及用复现的ResNet50做鸟类图像分类