深度解析如何在Linux中创建自己的第一个系统程序---进度条
\r&&\n
在我们的编译器里面我们只想 进行回车的话，那么我们就是\r
我们之前在vs2022里面的\n是回车且换行
但是今天我们的这里的\n和在这个不是一个概念
其实回车换行其实是两个动作的
行缓冲区
我们第一个进行编译的时候我们加上\n，然后sleep两秒
我们编译运行可以发现我们的打印内容先出来然后进行等待两秒
但是我们将这个\n去掉的话，我们发现编译的时候是等到了两秒，这个打印的内容才出来的
我们带\n的话就是数据立即显示
那么我们如果不带\n的话我们先执行printf还是sleep呢？
我们c语言一定是从上到下进行执行的
那么我们这里也是先执行printf也是执行sleep的
那么我们打印的数据怎么没看见呢？
那么我们这时候的数据肯定是存在缓冲区里面的
等休眠时间结束了，我们就将我们打印的显示出来
只要有缓冲区的话
那么一定存在这个刷新策略
显示器的刷新策略：行刷新！
所以如果包含\n的话立即打印到显示器上
如果不包含的话改字符串不做刷新，要么程序要么结束自动刷新，要么我们进行强制刷新的操作
如果我们想让不带\n的消息进行刷新的话怎么办呢？
我们可以使用命令fflush
这个命令可以直接进行强制刷新的操作
我们在代码中添加这个代码就能立即进行刷新的操作
#include <stdio.h>
2 #include<unistd.h>
3
4 int main()
5 {
6 printf("hello kaikai");
7 fflush(stdout);//利用这个文件流将我们的字符串立即进行刷新的操作
8 sleep(2);
9 return 0;
10 }
然后我们运行程序我们可以发现字符串立即被打印出来了
我们现在对code.c进行编辑
我们想让结果在一行进行显示的操作
但是我们最后呈现出来的是很多行
那么怎么样让我们的光标在写完之后重新回到那一行呢？
我们可以将原来的\n换成我们的\r就行了
\r的作用是在输出完毕之后光标能够回到最开始的位置
但是我们又发现这个什么都不打印
因为我们这里后面不是\n了，不会进行刷新操作的，我们打印的结果都是显示在缓冲区里面的
那么我们就进行主动刷新的操作
我们在代码的后面加上fflush(stdout);就行了
输出后我们立即进行刷新，将我们的数字显示出来
但是我们发现我们的数字一打印完就会消失了，光标一直回到开头
最后被命令行覆盖了
我们可以在代码的最后加上这个\n进行换行的操作
那么这里我们就完成了一个倒计时的装置了
#include <stdio.h>
2 #include<unistd.h>
3
4 int main()
5 {
6 int cnt=9;
7 while(cnt>=0)
8 {
9 printf("%d\r",cnt);
10 fflush(stdout);//利用这个文件流将我们的字符串立即进行刷新的操作
11 cnt--;
12 sleep(1);
13 }
14 printf("\n");
15 // printf("hello kaikai");
16 // fflush(stdout);//利用这个文件流将我们的字符串立即进行刷新的操作
17 // sleep(2);
18 return 0;
19 }
~
最终效果就是到了0我们就直接进行了换行的操作了
但是我们又发现我们将这个cnt初始化为10的话我们最后打印的就是这样的
会在后面带上一个0，这是为什么呢？
其实显示器只认字符的
我们在打印的其实是以字符为单位进行打印的操作
我们第一个答应的是1和0两个字符
那么第二次的时候我们的光标回到第一个字符了
然后我们打印9
但是我们之前的字符0没有删除
所以显示的就是90
80
70
60
等等
那么我们怎么进行修改操作呢？
我们可以在我们的格式化那里进行修改的操作的
我们改变成%2d就行了
但是我们发现我们的这个空格打印的时候在左侧的，我们想让不足2位的空格在右边
那么我们怎么办？
我们是可以使用%-2d进行调整
因为我们格式化的时候，，不足位置的时候默认是右对齐的
那么我们加上-号就可以变成左对齐了
那么到这里我们就实现成功了
进度条实现
我们的Linux中的进度条通常是这样的
随着进步不断增加，我们括号中的#就会增加，右边的数字也是显示的进度
然后右边的斜杠就是我们的光标移动
我们这里声明在.h文件中，实现在.c文件中，然后我们在main.c中进行编译操作
我们将我们的Makefile文件拷贝到当前的目录中
使用命令cp ../Makefile .将上级目录中的Makefile文件拷贝到当前的文件中
那么这样我们就成功了
我们只需要将这个Makefile里面的BIN就是生成的可执行文件的名称进行改变下就行了，其他的不需要进行变化
我们然后进行正常的编译操作，输入命令make
我们在这里面引用了usleep的概念
下面的具体的使用方法
usleep 是一个 C 语言中的函数，定义在 <unistd.h> 头文件中，用于让程序暂停执行一段时间（微秒级别）。它的作用是引入延时，通常在需要控制程序执行速度或等待某些事件的场景下使用。
函数原型：
int usleep(useconds_t usec);
-
参数：
usec：延时的时间，以微秒（microseconds）为单位。1 秒 = 1,000,000 微秒。
-
返回值：
-
成功时返回
0。 -
如果出错（例如传入了非法参数），则返回
-1并设置errno。
-
使用场景：
- 控制程序的执行速度：
-
在循环中延时一定时间，避免程序执行得过快。
-
常用于动画、进度条、实时更新等。
- 等待硬件或外部事件：
- 等待特定硬件响应，比如 GPIO 信号稳定。
- 减少 CPU 占用率：
- 在多线程程序中，为线程设置短暂的休眠以释放 CPU 资源。
示例：
以下是一个简单的例子，展示如何使用 usleep 实现动态进度条：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h> // 包含 usleep 函数
int main() {
printf("Loading...\n");
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
printf("\rProgress: %d%%", i); // 使用 \r 覆盖上一行
fflush(stdout); // 刷新输出缓冲区
usleep(50000); // 延时 50,000 微秒（50 毫秒）
}
printf("\nDone!\n");
return 0;
}
运行效果： 程序每 50 毫秒更新一次，显示动态的进度条效果。
注意事项：
- 跨平台兼容性：
-
usleep是 POSIX 标准的一部分，因此在 Windows 平台上可能无法使用。如果需要跨平台的延时功能，可以使用其他方法，比如：-
Sleep函数（Windows 特有，单位为毫秒）。 -
nanosleep（更精确的 POSIX 延时函数）。 -
std::this_thread::sleep_for（C++11 标准库，适用于跨平台）。
-
- 延时的精度：
usleep的精度依赖于操作系统调度器。在某些情况下，实际延时可能比指定时间更长，尤其是在多任务系统中。
- 不推荐使用（现代 POSIX）：
- 在 POSIX.1-2008 标准中，
usleep已被标记为不推荐使用（deprecated），建议使用更精确的nanosleep或clock_nanosleep。
替代方法（使用 nanosleep）：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main() {
struct timespec ts;
ts.tv_sec = 0; // 秒
ts.tv_nsec = 50000000; // 纳秒（50 毫秒）
printf("Loading...\n");
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
printf("\rProgress: %d%%", i);
fflush(stdout);
nanosleep(&ts, NULL); // 延时 50 毫秒
}
printf("\nDone!\n");
return 0;
}
这提供了更高的精度和可靠性。
那么到这里我们就能通过下面的代码进行进度的显示了
#include"process.h"
2 #include<string.h>
3 #include<unistd.h>
4 #define SIZE 101
5 #define STYLE '#'
6 void process()
7 {
8 //v1版本展示进度条的基本功能
9 int rate=0;
10 //定义一个缓冲区
11 char buffer[SIZE];
12 memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
13 while(rate<=100)
14 {
15 printf("[%s]\r",buffer);//每次从我们的当前行开始输出
16 fflush(stdout);//将我们缓冲区的消息进行刷新操作
17 buffer[rate]=STYLE;
18 rate++;
19 usleep(50000);
20 }
21 printf("\n");//让我们左侧的命令行新起一行
22 }
~
但是我们这个进度条的右侧的中扩号不是固定的，而是随着#的增加而往右边进行移动的
所以我们必须预留出足够大的空间来进行#的填充操作
所以这个右括号不应该随着进度条的移动而移动
我们将代码改成这样子，将位置预留出来，然后加上-号向左对齐就行了
那么最后我们代码就完成了
1 #include"process.h"
2 #include<string.h>
3 #include<unistd.h>
4 #define SIZE 101
5 #define STYLE '#'
6 void process()
7 {
8 //v1版本展示进度条的基本功能
9 int rate=0;
10 //定义一个缓冲区
11 char buffer[SIZE];
12 memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
13 const char*lable="|/-\\";
14 int len =strlen(lable);
15
16 while(rate<=100)
17 {
18 printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",buffer,rate,lable[rate%len]);//每次从我们的当前行开始输出,rate%len就是最后显示的下标只可能是 0 1 2 3这四个数，可以使我们的四个字符一直进行变化的操作
19 fflush(stdout);//将我们缓冲区的消息进行刷新操作
20 buffer[rate]=STYLE;
21 rate++;
22 usleep(50000);
23 }
24 printf("\n");//让我们左侧的命令行新起一行
25 }
~
但是这个进度条我们没办法直接进行使用的操作
我们正常的进度条是随着这个下载的量而使这个进度条进行增加
而不是一次性将这个进度条打完
我们这个进度条应该是随着我们的下载的数据量进行推进的
最后的代码就是这样的
main.c
#include"process.h"
2 #include<unistd.h>
3 #include<time.h>
4 #include<stdlib.h>
5 //定义一个函数指针类型
6 typedef void (*call_t)(const char*,double,double);//定义了一个函数指针 的类型
7
8 double total=1024.0;//一共要下载的总量
9 //double speed=1.0;//定义一个网速
10 double speed[]={1.0,0.5,1.2,0.01,0.02};//定义一个网速清单
11
12 //下载
13 //回调函数
14 void download(int total,call_t cb)
15 {
16 srand(time(NULL));
17 double current=0.0;
18 while(current<=total)
19 {
20 //更新进度
21 cb("下载",total,current);//进行回调
22 if(current>=total) break;
23 //下载代码
24 int random=rand()%5;
25 usleep(50000);
26
27 current+=speed[random];
28 if(current>=total)
29 {
30 current=total;
31 }
32 }//加上随机数进行动态的调整操作
33 }
34 void uploadload(int total,call_t cb)
35 {
36 srand(time(NULL));
37 double current=0.0;
38 while(current<=total)
39 {
40 //更新进度
41 cb("上传中",total,current);//进行回调
42 if(current>=total) break;
43 //下载代码
44 int random=rand()%5;
45 usleep(50000);
46
47 current+=speed[random];
48 if(current>=total)
49 {
50 current=total;
51 }
52 }//加上随机数进行动态的调整操作
53 }
54 int main()
E> 55 {
56 download(1024.0,FlushProcess);
57 printf("download 1024.0MB done\n");
58 download(512.0,FlushProcess);
59 printf("download 512.0MB done\n");
60 download(334.0,FlushProcess);
61 printf("download 334.0MB done\n");
62 //process();
63 download(64.0,FlushProcess);
64 printf("download 64.0MB done\n");
65 return 0;
66 }
process.c
#include"process.h"
2 #include<string.h>
3 #include<unistd.h>
4 #define SIZE 101
5 #define STYLE '#'
6 //v2:根据进度进行动态刷新一次我们的进度条
7 void FlushProcess(const char*tips,double total,double current)
8 { 9 const char*lable="|/-\\";
10 int len=strlen(lable);
11 static int index=0;//只要我们调用这整个函数的话，那么我们这个光标就能> 进行转动的操作了
12 char buffer[SIZE]; 13 memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
14
15 //int num =(int)(current*100/total);//只要满足到了1个#的话那么我们就进 行数据的刷新
16 double rate = current*100.0/total;
17 int num=(int)rate;//我们的num直接通过我们的比率进行获得
18 int i=0;
19 for(;i<num;i++)
20 {
21 buffer[i]=STYLE; 22 }
23
24 printf("%s...[%-100s][%.1lf%%][%c]\r",tips,buffer,rate,lable[index++]) ;//100s就是预留出100个位置
25 fflush(stdout);//强制进行刷新操作
26 index%=len;//保证我们的index不会发现越界的现象
27 if(num==100)
28 {
29 printf("\n"); 30 }
31 }
//即使我们的进度条不进行更新操作，我们依旧在进行下载的进度中，光标是一直 在旋转的
33
34
35 void process()
36 {
37 //v1版本展示进度条的基本功能
38 int rate=0;
39 //定义一个缓冲区
40 char buffer[SIZE];
41 memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
42 const char*lable="|/-\\";
43 int len =strlen(lable);
44
45 while(rate<=100)
46 {
47 printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",buffer,rate,lable[rate%len]);//每次从> 我们的当前行开始输出,rate%len就是最后显示的下标只可能是 0 1 2 3这四个数> ，可以使我们的四个字符一直进行变化的操作
48 fflush(stdout);//将我们缓冲区的消息进行刷新操作
49 buffer[rate]=STYLE;
50 rate++;
51 usleep(50000);
52 }
53 printf("\n");//让我们左侧的命令行新起一行
54 }
process.h
#pragma once
2 #include<stdio.h>
3 //v1版本
4 void process();
5
6 //v2版本
7 //根据当前的量以及总量进行当前进度条的刷新操作
8 void FlushProcess(const char*tips,double total,double current);