欢迎来到 CILMY23 的博客
🏆本篇主题为：进度条实践教程：使用Makefile构建项目
🏆个人主页：CILMY23-CSDN博客
🏆系列专栏：C++ | C语言 | Linux | Python | 数据结构和算法 | 算法专题
🏆感谢观看，支持的可以给个一键三连，点赞收藏+评论。如果你觉得有帮助，还可以点点关注
文章目录
前言
上期我们介绍了 make 和 Makefile 的基本用法，本期我们将通过编写一个进度条程序来实际应用这些知识。本文将在 VS Code 与 Ubuntu 22.04 环境下实现一个简易进度条，你也可以在自己的开发环境中进行实践。
进度条准备工作
进度条样式设计
我们计划实现的进度条样式如下：
text
[*********** ][29.0%][|]其中：
*表示已完成的进度部分；- 空格表示未完成部分；
- 右侧显示当前进度百分比；
- 末尾有一个旋转的图标，用于表示程序正在运行。
设计方案
项目文件结构
本项目包含以下文件：
text
项目根目录/
├── main.c # 程序入口
├── Makefile # 构建配置
├── Processbar.c # 进度条核心实现
├── Processbar.h # 进度条头文件
└── Processbar.exe # 编译生成的可执行文件（自动生成）进度条构成分析
所以在有以上文件，我们就需要清楚我们应该如何设计我们的进度条
我们将进度条拆分成三个部分：
- 进度图示 ：使用星号（
*）或其它字符表示已完成的部分； - 百分比数值 ：实时显示当前进度，如
29.0%； - 动态图标 ：一个旋转的符号序列，如
[|]、[/]、[-]、[\]。
Makefile配置
我们使用 make 进行编译，支持 make 和 make clean 命令。为了简化编译过程，我们可以使用 $@、$^ 等自动变量：
$@：表示目标文件$^：表示所有依赖文件
相应的 Makefile 内容如下：
makefile
Processbar.exe: Processbar.c main.c
gcc -o $@ $^
.PHONY: clean
clean:
rm -rf Processbar.exe进度条
实现一个简易的倒计时
在编写进度条之前，我们先理解如何在终端实现"原地更新"效果。
换行和回车
在实现一个简易的进度条之前，我们先来了解一个简单的知识点。如何实现一个倒计时？
这是我用豆包AI生成的一个简易的倒计时，当然这是一帧的图片，如果我们让每帧30个图片的效果，就能动起来了。
想象一下，当你在阅读一本书时，每次看到新的一行，你都是从左边缘开始阅读。这就是"换行"的概念。但如果你正在填写一份表格，需要回到当前行的开头填写另一项内容，这就像是"回车"的操作。在计算机世界里，这两个概念同样存在，但它们有着微妙的区别：
在早期的打字机上，回车和换行是两个独立的操作：回车是将打印头移回行首，换行是将纸张上移一行。计算机文本处理沿用了这些概念。
打字机时代：
- 回车 (Carriage Return, \r)：就像老式打字机将打印头移回左侧起点
- 换行 (Line Feed, \n)：像卷动纸张，让光标移动到下一行
在Unix/Linux系统中，换行（'\n'）即表示新的一行，也就是回车+换行。而在Windows系统中，换行由两个字符表示：回车+换行（"\r\n"）。
回车（\r）与换行（\n）
- 换行（
\n） ：光标移动到下一行行首（在 Linux 中相当于\r\n的效果）。 - 回车（
\r）：光标返回当前行的行首，不换行。
在C语言中，当我们使用printf函数时，通常使用'\n'来换行，它会将光标移到下一行并回到行首（相当于回车+换行）。但是，如果我们只想让光标回到行首而不换行，就可以使用'\r'。
利用 \r 可以在同一行覆盖输出，实现动态效果，例如一个简单的倒计时：
c
int main()
{
int count = 10;
while(count)
{
printf("倒计时：%d\r",count);
count--;
sleep(1);
}
return 0;
}
当你运行这段代码你就会惊奇的发现，屏幕上这怎么什么都不打印。所以这就不得不提我们的一个机制，缓冲区
缓冲区
C语言执行代码都是从上往下执行的，所以都是printf先执行然后sleep后执行，所以在执行完printf和sleep休眠的一秒中，有个空窗期，那在这一个空窗期中，这一串字符串在哪里呢？
它被我们的系统存在了一个缓冲区中，缓冲区实际上就是一个内存区域。
我们可以使用在printf末尾添加'\n'字符来观察现象（读者可自行测试）,其实加不加\n的差别就是，printf直接显示，不加就没有显示，程序退出才显示。
那我写了这么多还是有个疑问吗，我不知道什么是缓冲区，但缓冲区说到底就是一块内存空间。
所以printf并不是写，只是拷贝到缓冲区里，当我们带\n的时候直接输出到屏幕上了，所以在休眠期间，就放在缓冲区里，当程序结束的时候就会强制冲刷缓冲区。
如果不想程序结束的自动缓冲区，我们有两种办法。
一种是加
\n.缓冲区满了也会进行刷新。
所以我们可以画一张图出来
这里我画的比较抽象，不过不影响上述的理解惹，但是在Linux下一切皆文件，所以显示器（也就是屏幕）可以看作一个文件，我们C语言当中，程序在启动会默认执行三个输入输出流。
所以我们如果想直接刷新到屏幕上就可以用一个函数fflush，把屏幕这个文件传进去就可以实时刷新了。
所以我们的代码就可以写成
c
int main()
{
int count = 10;
while(count)
{
printf("倒计时：%-2d\r",count);
count--;
fflush(stdout);
sleep(1);
}
return 0;
}但是在倒计时从10到1的过程中，数字的位数在变化，可能会导致覆盖不干净。例如，当从10变成9时，10是两位数，9是一位数，所以9后面会多出一个0。为了解决这个问题，我们可以在打印时固定宽度，比如用%-2d来左对齐并固定两位宽度。
实现一个简易的进度条
理解了动态效果，也能知道计算机屏幕显示刷新也是如此。
当我们使用\n换行时，就像翻到了新的一页；而使用\r回车时，就像在同一页上擦除重写。这就是进度条和倒计时的魔法所在------它们通过\r在原地更新内容，创造出动态效果。现在，让我们把倒计时的原地更新技巧，应用到更复杂的进度条显示中...（我们为了文章简洁具体的声明和main.c文件中的内容不再过多阐述，只展示Processbar.c的代码）
我们想实时刷新进度条，就可以先创建一个字符数组，然后设定一个常量字符，假设我们有一百个字符区域，空间就定义成101个，末尾用于存放'\0'，然后每次写入一个*，这样我们就有一个动态的进度条了。
c
void Processbar()
{
char bar[barlength];
memset(bar,'\0',sizeof(bar));
int count = 0;
for(count=0;count<101;count++)
{
printf("[%-100s]\r",bar);
fflush(stdout);
bar[count] = '*';
usleep(100000);
}
printf("\n");
}运行后就可以执行进度条啦
注意这里窗口长度一定要够，否则，就会变成下面这个样子
写完一个简易进度条之后，我们就可以把数值和图标加上了，图标我们用一个字符串来表示，数值就用count就好啦。
c
#include"Processbar.h"
#define signal '*'
#define barlength 101
const char* Icon = "\\|/-";
void Processbar()
{
char bar[barlength];
memset(bar,'\0',sizeof(bar));
int count = 0;
int Iconlength = strlen(Icon);
for(count=0;count<101;count++)
{
printf("[%-100s][%3d%%][%c]\r",bar,count,Icon[count%Iconlength]);
fflush(stdout);
bar[count] = '*';
usleep(100000);
}
printf("\n");
}模拟网络下载的进度条
如果仅仅只会一个固定长度的进度条肯定是不够的，所以我们可以模拟一下网络下载。
c
// 进度条_V2
// 模拟网络下载场景
void download()
{
double filesize = 100.0 * 1024 * 1024; // 文件总大小,假设为100MB
// 换算成字节B -> 1MB = 1 * 1024 KB = 1 * 1024 * 1024 B
double Cursize = 0.0; // 当前下载
double bandwidth = 1.0 * 1024 * 1024; // 带宽(10MB/s)
printf("download begin: \n");
// 下载
while (Cursize <= filesize)
{
Processbar(filesize, Cursize);
Cursize += bandwidth;
usleep(100000);
}
}我们要下载一个文件，然后用进度条来表示进度。
c
#include "Processbar.h"
#define signal '*'
#define barlength 101
const char *Icon = "\\|/-";
void Processbar(double FileSize, double CurSize)
{
char bar[barlength];
memset(bar, '\0', sizeof(bar));
int count = 0;
int Iconlength = strlen(Icon);
// 进度条的循环次数
double rate = (CurSize * 100.0) / FileSize;
int loopcount = (int)rate;
while (count <= loopcount)
{
printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r", bar, rate, Icon[count % Iconlength]);
fflush(stdout);
bar[count] = '*';
count++;
//usleep(100000);
}
// printf("\n");
}我们有两个函数：download 和 Processbar。
在 download 函数中，我们模拟下载过程，不断更新当前下载大小（Cursize），然后调用 Processbar 显示进度。
在 Processbar 函数中，我们根据当前下载大小和文件总大小计算下载比例，然后显示相应长度的进度条。
有两个坑一定要注意：
- usleep
- rate
在第一个代码中，usleep放在Processbar内部的while循环中，每次输出一个星号后都会等待100毫秒，然后继续循环，直到达到当前的loopcount。
而在第二个代码中，usleep放在download函数的循环中，每次调用Processbar后等待100毫秒，然后增加Cursize，再次调用Processbar。
在第一个代码中，Processbar函数内部有一个while循环，这个循环会连续打印多个字符（每次增加一个星号），并且每次打印后都等待100毫秒。
这样，在同一个函数调用中，我们会看到进度条逐渐增加，但是因为每次打印后都等待，所以看起来是动画效果。
但是，如果这个函数被频繁调用（比如在download循环中）那么每次调用Processbar时，它都会从头开始打印（因为bar数组被重新初始化），并且快速（在while循环中）打印出多个字符。
每次调用Processbar都会看到进度条从0开始增加到当前进度，然后下一次调用又从头开始。这样就会导致频闪。把usleep放在download中就不会了。
其次是进度条的循环次数
text
示例1：完成50%
假设 FileSize = 100, CurSize = 50
rate = (50 * 100.0) / 100 = 50.0
loopcount = (int)50.0 = 50
循环条件：count <= 50
循环次数 = 51次 (count从0到50)
示例2：完成100%
假设 FileSize = 100, CurSize = 100
rate = (100 * 100.0) / 100 = 100.0
loopcount = (int)100.0 = 100
循环条件：count <= 100
循环次数 = 101次最后大家就可以根据自己的想法添加创意啦，如果你感觉有收获的话可以给个三连点点关注，谢谢各位，我们下篇博客见！