【Linux】Linux第一个小程序 - 进度条

用户11872857

发布于 2025-12-17 16:04:03

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前言

前面我们已经学习了 Linux 基础指令，以及 vim 编辑器、GCC/G++ 编译器、Makefile 等工具的使用。今天，我们就结合这些已掌握的基础知识，编写一个 Linux 环境下的第一个小程序 —— 进度条。

📚 Linux 入门篇

🔧 Linux 工具篇

-【 sudo白名单配置 + GCC/G++ 】

-【自动化构建：make + Makefile 】

一、前置知识

1、回车和换行

2、缓冲区

二、实现简单的倒计时

三、进度条

1、Verrsion 版本

2、进度条在下载场景下的应用

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。

#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。

#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

//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();

//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");
}

#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】:

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#define NUM 101
#define pro '='

void progressbar(int date);
void initbar();

【progressbar.c】:

#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】:

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】：