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【Linux】Linux第一个小程序 - 进度条

news 2026/3/26 19:43:29

一、前置知识

1、回车和换行

在学习 C 语言时，我们常认为\n只是 “换行”—— 让光标移到下一行开头。但实际上，它隐含了回车和换行两个动作，二者的职责截然不同：

回车（\r）：使光标回到当前行的开头；
换行（\n）：使光标跳转到下一行的当前列位置。

2、缓冲区

缓冲区（Buffer）是内存中一段预留的连续存储区域，用于临时缓存数据，实现数据读写的 “批量处理”，以匹配不同设备 / 模块间的速度差异。

以标准输出（printf）为例：当调用printf输出字符时，数据并不会直接写入终端设备，而是先被暂存到标准输出缓冲区中。缓冲区的刷新（即数据实际输出）通常满足以下触发条件：

缓冲区被写满（达到其预设容量）；
遇到换行符\n（标准输出的行缓冲模式下，\n会触发主动刷新）；
程序正常退出（进程终止时，系统会自动刷新未处理的缓冲区）；
主动调用刷新接口（如fflush(stdout)）。

核心作用：通过 “数据暂存 + 批量传输”，减少低速设备（如终端）的 IO 次数，平衡高速内存与低速外设之间的读写速度差，从而提升整体 IO 效率。

二、实现简单的倒计时

在实现进度条之前，我们先做一个简单的计时器，来熟悉前面讲过的知识。

代码语言：javascript

AI代码解释

#include<stdio.h> // 包含标准输入输出库，提供 printf、fflush 等函数 #include<unistd.h> // 包含 Unix 标准库，提供 sleep 函数（Linux 系统专用） int main() { int cnt = 9; // 定义倒计时起始值为 9 while(cnt >= 0) { printf("%d\r", cnt); // 打印当前倒计时数值，并通过 \r（回车）使光标回到行首 // 这样后续输出会覆盖当前行，实现“同一行刷新”效果 fflush(stdout); // 强制刷新标准输出缓冲区，确保数值立即显示（避免缓冲延迟） sleep(1); // 程序暂停 1 秒（Linux 下 sleep 单位为秒） cnt--; } printf("\n"); // 倒计时结束后，输出换行符，使光标移至下一行（避免后续输出覆盖） return 0; }

程序在终端以每秒一次的频率，在同一行动态刷新显示从 9 到 0 的倒计时，结束后换行。

代码语言：javascript

AI代码解释

#include<stdio.h> // 包含标准输入输出库，提供 printf、fflush 等函数 #include<unistd.h> // 包含 Unix 标准库，提供 sleep 函数（Linux 系统专用） int main() { int cnt = 11; // 定义倒计时起始值为 11 while(cnt >= 0) { printf("%2d\r", cnt); // 打印当前倒计时数值（%2d 确保数字占 2 个字符宽度，对齐显示） // \r（回车符）使光标回到当前行首，后续输出会覆盖本行内容 // 实现“同一行动态刷新”的倒计时效果 fflush(stdout); // 强制刷新标准输出缓冲区，确保数值立即显示（避免因缓冲导致的延迟） sleep(1); // 程序暂停 1 秒（Linux 环境下 sleep 函数单位为秒） cnt--; // 倒计时数值减 1 } printf("\n"); // 倒计时结束后，输出换行符，使光标移至下一行（避免后续内容与倒计时在同一行） return 0; }

当倒计时从 11 开始，若用%d输出，两位数（如 10）变为一位数（如 9）时，前一个数的末尾字符（如 “0”）无法被完全覆盖，会出现 “90”“80” 等错误显示。而%2d会强制让数字占 2 个字符宽度，不足时补空格，确保后一个数字能完全覆盖前一个，避免错位问题。

三、进度条

进度条初步设想：

【Makefile文件】：

我们这是按声明放在头文件，定义放在源文件的写法写的，有些同学可能会疑问为啥依赖关系中没有头文件，这是因为源文件和头文件在同一个目录下，而源文件中包含的头文件，所以编译器自己能找到头文件

1、Verrsion 版本

代码语言：javascript

AI代码解释

//progressbar.h #include<stdio.h> //printf fflush #include<unistd.h> //unsleep 单位：微秒 #include<string.h> //strlen #define NUM 101 //多给'\0'留了一个位置 #define pro '=' //进度条款式 void progressbar();

代码语言：javascript

AI代码解释

//progressbar.c #include"progressbar.h" const char* str = "\\|/-";//旋转光标的棍棍 \\是转义字符'\' void progressbar() { char bar[NUM] = {0};//把数组先全部初始化为\0 int len = strlen(str); int cnt = 0; while(cnt<=100) { printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",bar,cnt,str[cnt%len]); fflush(stdout); bar[cnt++] = pro; if(cnt<100)//避免越界，下标为100的位置是给\0预留的位置，覆盖了可能导致程序崩溃 bar[cnt] = '>'; usleep(50000); } printf("\n"); }

代码语言：javascript

AI代码解释

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

【第一个版本运行完的结果】：

进度条数组与越界控制：

char bar[NUM]存储进度字符，if(cnt<100)限制bar[cnt] = '>'仅在合法下标内执行，避免越界覆盖终止符\0。

旋转光标逻辑：

str = "\\|/-"定义旋转字符，str[cnt%len]通过取模循环切换字符，实现动态旋转效果，len确保下标合法。

进度节奏控制：

usleep(50000)暂停 50 毫秒，平衡进度条刷新速度与 CPU 占用，让进度变化直观可见。

2、进度条在下载场景下的应用

【progressbar.h】:

代码语言：javascript

AI代码解释

#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<string.h> #define NUM 101 #define pro '=' void progressbar(int date); void initbar();

【progressbar.c】:

代码语言：javascript

AI代码解释

#include"progressbar.h" const char* str = "\\|/-"; char bar[NUM] = {0}; void progressbar(int rate) { if(rate<0 || rate>100) return ; int len = strlen(str); printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",bar,rate,str[rate%len]); fflush(stdout); bar[rate++] = pro; if(rate<100) bar[rate] = '>'; } void initbar() { memset(bar, '\0', sizeof(bar)); }

【main.c】:

代码语言：javascript

AI代码解释

typedef void (*call)(int); void downLoad(call ca) { int total = 1000; // 1000MB int cnt = 0; // 0MB while (cnt <= total) { usleep(50000); // 模拟下载时间 int rate = cnt * 100 / total; // 更新进度 ca(rate); // 通过回调，展示进度 cnt += 10; // 循环下载了一部分 } printf("\n"); } int main() { printf("download 1: \n"); downLoad(progressbar); initbar(); printf("download 2: \n"); downLoad(progressbar); initbar(); printf("download 3: \n"); downLoad(progressbar); initbar(); printf("download 4: \n"); downLoad(progressbar); initbar(); printf("\nDownload complete!!!\n"); return 0; }

【应用场景版本运行结果】：

进度条数组与越界控制:

char bar[NUM]存储进度字符，if(rate<100)限制bar[rate] = '>'仅在合法下标执行，避免越界覆盖终止符\0。

旋转光标逻辑:

str = "\\|/-"定义旋转字符，str[rate%len]通过取模循环切换字符，实现动态旋转效果，len确保下标合法。

进度刷新与缓冲控制:

printf中\r使光标回退覆盖旧内容，fflush(stdout)强制刷新缓冲区，保证进度条实时可见。

下载回调与进度计算：

downLoad中rate = cnt*100/total计算进度百分比，通过函数指针ca(rate)回调progressbar展示进度，cnt+=10模拟分段下载。

数组初始化逻辑：

initbar中memset(bar, '\0', sizeof(bar))初始化进度条数组，避免多次下载时状态残留。这种应用场景就是利用回调函数实现多次下载

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