【Linux】进度条小程序

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该篇博客会主要按步骤推导出一个在Linux上运行的进度条小程序，会用到vim编辑器和gcc编译器，如果对这两个软件不熟悉，可以点击链接，结合该篇博客学习，进度条小程序展示如下：

一.\r && \n

c语言有很多的字符，但宏观上可以分为两种：可显字符、控制字符

可显字符：A、a、B、c…等字符

控制字符：\n(回车)、\t(水平制表)、\r(换行)等

这里我们需要在Linux系统下使用

\r

和

\n

两字符

一般，我们在C语言中使用

\n

进行换行，或在使用电脑的Enter键进行换行，是直接将其换到下一行的最左侧处

intmain(){printf("Hello\nWorld!");return0;}

但事实上，这是两个动作，只是在语言的范畴，C语言使用

\n

完成了换到下一行和回到当前最左侧这两个动作。

像我们之前的老式键盘，回车键与现在的回车键不同，表示该键位是两个动作的和。

所以我们平时所指的换行都是由这两个动作组成的。

了解了上面的知识，我们在来看一下

\r

和

\n

的意义

\r：回车（回到当前行最左侧）

\n：换行（换到下一行）

在我们使用C语言进行

\n

换行，在语言层面，默认进行了换行+回车两个动作

二.行缓存区概念

问题：

我们首先观察下面两个段代码的在Linux下运行后的区别

• 会将两段代码的可执行文件都命名位MyTest，并运行展示
• 代码中会用到sleep函数，可以使用man指令，在3号手册中查找（Linux常见指令）man 3 sleep- 作用：在当前代码处暂停，单位秒。

代码1

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(){printf("hello world\n");//使用换行符'\n'sleep(3);//暂停3秒后继续运行return0;}

代码2

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(){printf("hello world\r");//使用回车符'\r'sleep(3);//暂停3秒后继续运行return0;}

按照我们正常的逻辑，两段代码都应该打印出东西，但是代码2只执行了sleep，什么都没有打印出来，这是为什么？是不是和

\r

、

\n

有关系呢？

这个问题就涉及到了缓存区的概念（我们这里简单的了解一下，缓冲区剩余的内容会在之后的博客中）

解答：

我们在来看一下，下面这段代码及其运行结果：

代码3

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(){printf("hello world");sleep(3);//暂停3秒后继续运行return0;}

我们可以看到上面的结果，好像这次是先执行了sleep函数，在执行了printf，又在输出的字符串后，输出了命令行。

• C语言的代码执行的是顺序结构，必须按顺序和代码逻辑依次执行，所以一定是printf先执行，然后是sleep。
• printf即被执行，需要有一个地方临时存放字符串，这个地方就是缓存区。
• 当代码被执行完，缓存区被刷新，字符串被打印到屏幕上，此时光标（绿色光标）的位置在字符串的后面。
• 在Linux中，每次像显示器打印数据都是从光标的位置开始，即：光标和显示器匹配，光标在哪里，就在哪里开始打印。
• 所以命令行会直接打印在字符串后面。（代码1进行了换行，光标在新的一行）
• 不同的平台缓冲区的表现形式不同，在Linux中，缓存区有自己的刷新策略（很多）我们现在看的是行缓存，它会在六种情况下刷新缓存区（只介绍三条，其余内容与该文无关）1. 遇到换行符，如：\n。（代码1先看到字符串后sleep的原因）2. 程序结束的时候。（代码三的情况）3. 主动刷新

从上面的内容，我们就能分析除代码2执行不成功的原因：

printf函数执行后，并没有使缓冲区刷新，数据保存在缓冲区内，执行sleep后，字符串在显示器上打印，但在之前的内容中我们指定

\r

为回车，将光标返回到这一行的最左边，然后命令行在光标开始处打印，将字符串内容覆盖。我们什么都看不到了。

那有办法解决这个问题吗？答：我想不出来，只要我们还将

\r

放在字符串最后面，字符串终会被命令行覆盖，即使我们使用其他控制字符，显示出结果，但结果终究和我们想要的不同。

这里我们倒是可以利用上面介绍的刷新缓存的第三种方法，来检测我们的解答是否正确，看到字符串在屏幕上出现并消失。

检测：

我们要主动刷新缓冲区，需要使用

fflush

函数，我们同样可以用man指令在3号手册中查找。Linux常见指令

man 3 fflush

测试代码如下：

#include<stdio.h>#include<unistd.h>intmain(){printf("hello world\r");//使用回车符'\r'fflush(stdout);//自动刷新缓存区sleep(3);//暂停3秒后继续运行return0;}

我们从结果看出，事实就是如此，它的光标移到了最左边，命令行打印时将其覆盖，我们在代码3中看不到结果。

拓展

凡是向显示器打印的所有的内容，都是字符

printf("%d",123);//打印的123，分别为'1'、'2'、'3'

三.进度条

展示效果：

我们可以利用上面缓存区的知识，使用C语言在Linux上实现这样的一个小程序

一个这样的小程序我们可以简单将其分为如下图的四个部分：

1.进度动态条

进度条的增长的图形我设置为

=

，并以

>

符号开头

进度条的设置是从0%到100%（0%无进度），我们需要大小100个

=

，还需要1个

>

，在最后加一个终止符

\0

，共102个字节存储，也就是存储进度条的char类型的数组大小为102。

注意：创建了数组后，需要对其继续初始化，使其102个字节都为

\0

，方便每次到达更新的位置后准确停下。

我们要它每加载百分之一就刷新一次，我们需要将要打印的数组放在循环内，将

\r

放在要打印的字符串后面，在使用

fflush(stdout)

来自动刷新缓存区，在使用

usleep

（sleep单位秒，usleep单位微妙，可以自己尝试一下看看用那个更合适）将每次循环暂停一下在继续，这样就能展示出进度条上涨的形状。

2.进度百分比

我们在循环被打印进度条，只要打印时在将循环的次数打印即可，注意：百分号表示为

%%

，不能使用

\%

，会报警，有先平台上编译会显示失败。

修改上述代码如下

printf("[%-100s][%d%%]\r",bar,i);

3.小装饰

在进度条的最后，我们增加了一个旋转的光标，使其看着更加生动，

这里使用

| / - \

四个符号来表示光标，将其存入数组，注意：\表示转移字符，要使用两个\来表示一个

顺时针旋转：“|/-\”

逆时针旋转：“|-/”

这里使用顺时针，完整的修改代码如下：

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#defineN101#defineSTYLE'='intmain(){char bar[N];memset(bar,'\0',sizeof(bar));char lable[4]="|/-\\";int i=0;while(i<=100){printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",bar,i,lable[i%4]);fflush(stdout);usleep(100000);    
      bar[i++]= STYLE;if(i!=100) bar[i]='>';}printf("\n");return0;}

4.颜色

想要使我们输出的进度条改变颜色有很多种方法，这里我只展示一种，有兴趣的可以自己去搜索

//格式printf("\e[31;42m字符串\e[0m");//31:前景色//42:后景色//\e[31 ：开头//\e[0m ：终止，使改变的颜色只在字符串内

前景色（字体颜色）
字符颜色30黑色31红色32绿色33黄色34蓝色35紫色36深绿37白色
背景色
字符颜色40黑色41红色42绿色43黄色44蓝色45紫色46深绿47白色
有了这些知识，我们就能改变进度条的颜色，将其变为红色，代码如下：

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#defineN101#defineSTYLE'='intmain(){char bar[N];memset(bar,'\0',sizeof(bar));constchar* lable ="|/-\\";int i=0;while(i<=100){printf("[\033[31m%-100s\033[0m][%d%%][%c]\r",bar,i,lable[i%4]);fflush(stdout);usleep(100000);                                                   
    bar[i++]= STYLE;if(i!=100) bar[i]='>';}printf("\n");return0;}

关于进度条颜色和形状不仅仅只有这些，大家感兴趣可以去搜索更多的内容，自己创建一个特别的进度条。