【linux】进度条

1. 屏幕缓冲区

屏幕缓冲区是指在输出设备（如终端或控制台）之前，数据被临时存储的内存区域。应用程序将输出数据写入这个缓冲区，然后系统会统一将缓冲区的内容刷新到屏幕上。使用缓冲区可以提高i/o操作的效率，因为它允许数据批量刷新，而不是每次输出都进行一次i/o操作。

缓冲区的刷新模式决定了何时将缓冲区内容刷新到终端屏幕上。主要有以下几种模式：

• 全缓冲模式（Fully Buffered）：数据只有在缓冲区满时才会被刷新到屏幕上，通常用于文件I/O。
• 行缓冲模式（Line Buffered）：当遇到换行字符（LF, \n）时，缓冲区内容会被刷新到屏幕上，常见于终端I/O。一些标准输出流（如stdout）在连接到终端时默认使用行缓冲模式。
• 无缓冲模式（Unbuffered）：数据每次写入缓冲区后立即被刷新到屏幕上，适用于需要实时输出的场景，如错误输出流（如stderr）通常是无缓冲的。

在屏幕缓冲区的刷新以及终端输出中，换行字符和回车字符起着重要作用：

• 换行（Line Feed, \n）：将光标移到下一行。在行缓冲模式下，遇到换行字符时，缓冲区的内容会被立即刷新到屏幕上。在许多现代终端和编程环境中，输出一个换行字符通常意味着会将当前行的数据刷新到屏幕。
• 回车（Carriage Return, \r）：将光标移动到当前行的起始位置（即行首），但不移动到下一行。常用于覆盖同一行内容，如进度条或动态日志输出。输出回车字符后，下一次的输出会从行首开始，覆盖当前行的内容。

换行和回车在屏幕缓冲区中的作用：

• 行缓冲模式：换行字符（\n）会触发缓冲区刷新，将内容显示到屏幕上。
• 回车字符（\r）：不触发缓冲区刷新，而是移动光标，通常与手动刷新缓冲区结合使用，以实现动态行更新。

总结来说，缓冲区刷新模式（全缓冲、行缓冲和无缓冲）控制了何时将数据从缓冲区刷新到屏幕。换行字符（\n）在行缓冲模式下起到触发缓冲区刷新的作用，同时将光标移到下一行。回车字符（\r）将光标移动到行首，常用于覆盖当前行的内容，而不触发缓冲区刷新。综合使用换行和回车字符，可以实现灵活的终端输出效果，特别在实时显示和动态更新场景中非常常见。

从您提供的代码来看，您有两个几乎相同的代码块，但您希望了解的现象可能是与终端缓冲和输出可见性相关的。让我们总结并推测可能的观察现象。

代码块1：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>  // For sleep()
int main() {
    printf("hello Makefile!\n");
    sleep(3);
    return 0;
}

代码块2：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>  // For sleep()
int main() {
    printf("hello Makefile!");
    sleep(3);
    return 0;
}

终端输出现象：

• 代码块1：输出字符串 “hello Makefile!” 后接换行符 \n。在行缓冲模式下，遇到 \n 立即刷新输出缓冲区内容到终端。您会立即看到 “hello Makefile!” 和换行，接下来程序会暂停3秒钟，然后退出。终端显示：

hello Makefile!
（暂停3秒钟）

• 代码块2：输出字符串 “hello Makefile!”，但没有换行符 \n。在行缓冲模式下，由于没有遇到 \n，缓冲区不立即刷新到终端，除非缓冲区满或者进程结束。因为接下来代码调用 sleep(3) 而没有刷新缓冲区，所以在大多数情况下，您在终端上可能看不到立即的输出。直到程序退出或缓冲区被手动刷新，“hello Makefile!” 的内容才会显示。终端显示：

（暂停3秒钟）
hello Makefile!

如果希望在没有换行符的情况下立即刷新输出缓冲区，可以在 printf 后调用 fflush(stdout)：

修改后的代码块2：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    printf("hello Makefile!");
    fflush(stdout);    // 手动刷新标准输出缓冲区
    sleep(3);
    return 0;
}

这样做确保 “hello Makefile!” 会立即显示在终端上，不需要等到程序退出或缓冲区满。

终端显示：

百度·度咔剪辑

度咔剪辑，百度旗下独立视频剪辑App

3

查看详情

hello Makefile!
（暂停3秒钟）

总结：

• 带有换行符 \n 的 printf 在行缓冲模式下会立即刷新到终端。
• 没有换行符的 printf 可能不会立即刷新缓冲区，需要手动调用 fflush(stdout)。
• 使用 \n 或 fflush(stdout) 确保输出立即可见，尤其是在待运行一段时间的代码（如 sleep()）之后进行输出时。

这些现象主要源于终端缓冲机制的行为，在不同开发和调试环境中（特别是高速输出场景下）理解这些机制尤其有用。

2. 进度条

有了上面缓冲区的知识，我们就可以实现一个简易版的进度条。

文件结构如下：

准备工作完成后，我们下面只需完成进度条的主体代码即可。

#include"Processbar.h"
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#define length 101
#define Style '#'
void Procbar(){
  char bar[101];
  memset(bar,'\0',sizeof(bar));
  int cnt=0;
  while(cnt < 100){
    printf("[%-100s][%d%%]\r", bar, cnt);
    fflush(stdout);
    bar[cnt++] = Style;
    usleep(10000);
  }
  printf("\n");
}

进度条显示函数 Procbar：

• char bar[length];：声明一个字符数组 bar，长度为 length（101 个字符），用于存储进度条的内容。
• memset(bar, '\0', sizeof(bar));：将 bar 数组的所有元素初始化为\0，表示进度条初始为空。
• int cnt = 0;：初始化一个整型变量 cnt，作为进度百分比，从0开始。
• while(cnt < 100)：使用 while 循环，将 cnt 从0逐步增到100，模拟从0%到100%的进度条显示。
  • printf("[%-100s][%d%%]\r", bar, cnt);：格式化输出进度条。%-100s表示左对齐，宽度为100的字符串，%d%%表示当前的百分比。\r 让光标返回行首。
  • fflush(stdout);：刷新标准输出，使得进度条及时更新。
  • bar[cnt++] = Style;：将 bar 数组的第 cnt 个位置设置为 #，并将 cnt 递增1，表示进度条推进一格。
  • usleep(10000);：暂停程序10毫秒，以模拟进度条的动态效果。
• printf("\n");：循环结束后，打印一个换行符，结束进度条的显示。

优化版本：

我们设置文件大小和带宽速度，这时候进度条的函数需要进行修改。

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

void download()
{
  double filesize=100*1024*1024*1.0;
  double current=0.0;
  double bandwidth=1024*1024*1.0;
  printf("download begin,current: %lf\n",current);
  while(current < filesize){
    current += bandwidth;
    if(current > filesize) current = filesize;
    Procbar(filesize,current);
    usleep(10000);
  }
  printf("download finished,current: %lf\n",current);
}

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

#define length 101
#define Style '#'

void Procbar(double total,double current)
{
  char bar[101];

  memset(bar,'\0',sizeof(bar));
  int cnt=0;
  double rate = (current*100.0)/total;
  int loop_count =(int)rate;

  while(cnt < loop_count){
    printf("[%-100s][%.2f%%]\r", bar, rate);
    fflush(stdout);
    bar[cnt++] = Style;
  }
  printf("[%-100s][%.2f%%]\r", bar, rate);
  fflush(stdout);
}

以上就是【linux】进度条的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！