【Linux】第一个小程序--进度条

这篇博客要综合利用以前的知识，来实现一个进度条程序~

在开始写这个小程序之前，我们先学习一些预备知识：

换行&回车

缓冲区

在我们运行这个程序时，并没有直接打印出“hello bit,hello world...”，而是当程序运行结束后才显示出来，但是这并不代表这句打印没有执行，而是没有显示出来而已。

那么，在我sleep期间，字符串在哪里？

答案就是被保存在叫做缓冲区的地方，就是一块内存空间，当程序结束时，一般会自动刷新缓冲区到字符设备（显示器），另外，如果程序遇到‘\n’的时候，也会刷新缓冲区。如果想要强制刷新，可以使用fflush命令。

那么，为什么要有缓冲区呢，为什么按行刷新？为了提高效率，方便人类阅读，人类读信息都是按行读的，是一种尊重用户的表现。

实现简单的倒计时

在实现倒计时中，我们想要达到的效果是依次显示数字，并且下一个覆盖前一个数字，创建test.c文件：

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 
  4 int main()
  5 {
  6   int cnt=10;
  7   while(cnt >=0)
  8   {
  9     printf("倒计时:%2d\r",cnt);                                                                                                              
 10     fflush(stdout);
 11     cnt--;
 12     sleep(1);
 13   }
 14   printf("\n");
 15 
 16   return 0 ;
 17 }

我们实现的效果是10,9，...1，0的倒计时效果，其中，

printf("倒计时:%2d\r",cnt);

这句代码中\r是回车，在一次打印完成后，光标回到最前面，继续打印下一个值，覆盖掉上一次的值，用%2d的格式打印的原因是，每次打印两个字符，以防某个字符一直在屏幕上显示。使用fflush(stdout)强制刷新到显示器上。

此外，我们还写了makefile自动化构建工具：

 mycode:test.c
  2   gcc -o $@ $^
  3 .PHONY:clean
  4 clean:
  5   rm -f mycode

至此完成了简单的倒计时效果。

实现进度条

version1

在实现进度条中，我们要创建三个文件：Processbar.h，Processbar.c，Main.c，Main.c负责将Processbar.h中的方法进行调用，最终想达到的效果如下图：

在Processbar.h中，我们定义了Process函数声明;

#pragma once                                                                                                                                 
#include <stdio.h>
extern void Process();

在Processbar.c中实现了Process：

 #include "Processbar.h"
 #include <string.h>
 #include <unistd.h>

 #define Length 101
 #define Style '#'
 const char * label = "|/-\\";
 // version1
  void Process()
  {
     char bar[Length];
     memset(bar,'\0',sizeof(bar));
     int cnt = 0;
     int len =strlen(label);
     while(cnt <= 100)
     {
        printf("[%-100s][%3d%%][%c]\r",bar,cnt,label[cnt%len]);
        fflush(stdout);   
        bar[cnt++]=Style;
        usleep(20000);
     }
       printf("\n");
 }

在上面这段程序中，我们用bar数组来实现进度条，大小Length设为101（包括最后的‘\0’），进度条符号为‘#’。[%-100s]表示字符串靠左对齐，保证了‘#’从左边往右增长。通过循环遍历label所指向的数组来实现旋转光标的效果。

需要注意的是，因为每次使用‘\r’来实现覆盖的效果，但是‘\r’不能让每次结果刷新到显示器上，需要用fflush(stdout)来刷新。usleep()函数的单位是微秒（包含unistd.h头文件）。

在Main.c中，调用Process.h：

#include "Processbar.h"                                                                                                                                                                      
int main()                                                                                  {                                                                                                                                                 
   Process();                                                                                                                                 
   return 0;                                                                                               
}    

最终的实现效果：

version2

上面我们单独写了一个进度条程序，但是，进度条会单独出现吗？肯定不会！它要和具体的场景结合。

假设我们要完成一个下载的场景：下载指定大小的文件，

在Main.c中，我们写出download()这样一个函数：

   double bandwidth = 1024*1024*1.0;                                                                                                                        
   //download
   void download(double filesize,callback_t cb)
   {
     //double filesize = 100*1024*1024*1.0;
     double current = 0.0;
   
     printf("download begin,current:%lf\n",current);
      while(current <= filesize)
     {
        cb(filesize,current);
       //从网络中获取
       current += bandwidth;
       usleep(10000);
      }
      printf("\ndownload done,filesize:%lf\n",filesize);
    }

其中，bandwidth是我们假设的带宽（可以理解为下载速度），download函数的filesize参数是我们要下载的文件大小，第二个参数是进度条打印函数，callback_t是函数指针，其定义在Processbar.h中，

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

在while循环中，根据filesize和current的大小，打印出当前下载进度的进度条，打印完成后，继续下载，current继续增加，然后再打印下一次的进度条并覆盖之前的进度条。

在Processbar.h中，有如下声明：

#pragma once 
#include <stdio.h> 
typedef void(*callback_t)(double,double);                                                                                                                
void Process(double total,double current);

在Processbar.c中，定义了Process函数：

//version2
void Process(double total,double current)
{
   char bar[Length];
   memset(bar,'\0',sizeof(bar));
   int cnt = 0;
   int len =strlen(label);
 
   double rate = current*100.0/total;
   int loop_count = (int)rate;                                                                                                                            
   while(cnt <= loop_count)
   {
     bar[cnt++]=Style;
   }
   printf("[%-100s][%.1lf%%][%c]\r",bar,rate,label[cnt%len]);
   fflush(stdout);   
 }

根据总文件大小total和当前已下载大小current，打印出当前的进度条，例如，当total=100、current=36时，会打印出如下内容：

在Main.c中，将Process函数作为实参传给download()函数，完成下载。

int main()
{
   download(100*1024*1024,Process);
   download(50*1024*1024,Process);                                                                                                                        
   download(80*1024*1024,Process);
   download(1*1024*1024,Process);
   download(18*1024*1024,Process);
   return 0;
}

模拟下载了多个文件，其效果如下：