关键词：
文章目录
一、前言
- 学习了【vim】知道了如何编辑一个代码文本
- 学习了【gcc】知道了如何编译一个代码文本
- 学习了【make/Makefile】知道了如何自动化构建一个代码文本
今天，就让我们利用前面所学习的知识，在Linux上写一个小程序，来检验一下自己掌握的程度
【成品展示】
二、理解 ‘\\r’ 与 ‘\\n’
在写进度条之间呢，我们要理清两个概念，首先来看看什么是
\\r\\n
1、可显字符与控制字符
在C语言中呢，有很多的字符，大致分为【可显字符】和【控制字符】两大类
- 可显字符：也就是可以显示在屏幕上，我们能看得到的，例：a b c d 1 2 3 4…
- 控制字符：用来控制我们输出在屏幕上的一些格式，例：\\n \\r \\t \\b…
在我们日常写代码，写文章的过程中，写完一行后若是没有自动换行就需要敲下键盘中的Enter键来达到换行的效果。可是对于这个按键，实际上它在计算机内部做了两件事 —— 【换行】+【回车】
\\n—— 新起一行，光标位于行末【换行】\\r—— 回到当前文本行的首部【回车】
2、老式键盘
在我们使用的键盘中，看到的Enter回车键，莫过于下面这两种，第一种出现在台式机多一些，第二种出现在笔记本多一些。不过就这么看来，还是这种老式键盘符合【换行】+【回车】的这么一个概念，也就是新起一行，然后在回到当前行的行首
- 不过平常呢我们在C语言中写代码的时候为何直接使用
\\n就可以起到【换行】+【回车】的功能呢，其实这是语言本身的范畴所决定的，在C语言中便自动解释成了这个意思，不过在其他地方可能只能起到【换行】的功能，\\r需要我们手动加上 - 例如我们在Linux下写出一个文本的时候，就需要带上
\\r\\n
三、缓冲区的概念理解
了解了
\\r\\n的概念之后，我们继续来谈谈【缓冲区】的概念
1、五个代码段 + 现象分析
在这之前先普及两个Linux下的库函数
- sleep() —— 睡眠
- Windows中的sleep()单位是毫秒；Linxu中的sleep()单位是秒
- 其包含在头文件
<unistd.h>中
- fflush() —— 刷新流
- 格式：
int fflush(FILE *stream); - 一般用来刷新输出流即stdout
- 格式：
接下去我们通过五段代码来逐步理解行缓冲的概念
代码1
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
printf("hello linux!\\n");
sleep(3);
return 0;
现象观察
- 首先看到的是我们平常写的普通的代码，我在最后加上了
sleep()函数，相当于在打印输出完之后让程序睡上3秒，然后才会显示【命令提示符】
代码2
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
printf("hello linux!");
sleep(3);
return 0;
现象观察
- 本段代码我将最后的
\\n给去除了，可以看出，我们要输出的【hello linux】并没有在第一时间打印，而是在睡眠3秒后和【命令提示符】一同进行打印，这是为何呢？
代码3
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
printf("hello Makefile!");
fflush(stdout);
sleep(3);
return 0;
现象观察
- 接着我又使用到了
fflush()这个函数，将其放在sleep()函数之前，也就相当于是优先刷新了一下缓冲流，此时就可以看到【hello linux】立马先被打印了出来，等上3秒后才显示的【命令提示符】
代码4
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
printf("hello linux!\\r");
sleep(3);
return 0;
现象观察
- 可以看到，我在输出语句中加上了一个
\\r，当执行程序后便开始睡眠， 然后在3秒睡眠后便直接打印出了【命令提示符】，这是为何呢？我们原本要打印的数据去哪里了呢？
代码5
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
printf("hello linux!\\r");
fflush(stdout);
sleep(3);
return 0;
现象观察
- 通过
fflush()刷新流，我们提前显示了一下需要打印的数据，此时就可以看得很清楚，其实我们原本要打印的数据是在的，只是被【命令提示符】覆盖了而已
2、观察现象，提出问题❓
通过观察上面5个代码段以及它们所产生的现象，我们可以提出这样的问题
- 当不加换行符
\\n时为何会先睡眠再打印？ - 为何带上
\\n后数据会立马先显示出来，睡眠后才显示提示符？ - 在加上回车
\\r后为什么看不到我们要的数据？刷新一下就有了呢？
3、行缓冲的概念 + 疑难解答
接下去我们就正式地来谈谈【缓冲区】的概念。文字居多、都是概念，还望理解😄
当我们编写完代码的时候，要将数据进行输出，此时在内存中会为其预留了一块空间，用来缓冲输入或输出的数据，这个保留的空间被称为缓冲区
- 缓冲区分为【无缓冲】、【行缓冲】、【全缓冲】三类，本文主要讲行缓冲
- 对于缓冲区而言，需要进行刷新才可以将里面的内容显示出来。可以在进程退出的时候让系统自动去刷新缓冲区；也可以自己去调用刷新缓冲区，例如
fflush()函数
-
当不加换行符
\\n时为何会先睡眠再打印？- 对于我们写的这段代码而言，属于顺序执行，所以一定是从上到下执行下来的，因此一定会先打印printf()语句中的内容。
- 我们看不到这个内容不代表它不存在，只是它被预存在了缓冲区中，因为
sleep()函数的缘故，导致这个缓冲区没有被刷新而已，所以它并没有丢失
-
为何带上
\\n后数据会立马先显示出来，睡眠后才显示提示符？- 无论带不带
\\n，数据都会被保存在缓冲区里。缓冲区有很多自己的刷新策略【往显示器上打印就是行缓冲】，只要碰到了换行符，就会把换行符之前的所有内容全部显示出来 - 所以字符串是以行缓冲的方式保存在了行缓冲区里，最后会显示出来的原因是我们的程序要退出了，所以曾经缓冲在缓冲区里的数据就会被刷新出来
- 无论带不带
-
在加上回车
\\r后为什么看不到我们要的数据？刷新一下就有了呢？-
上面我们有谈到
\\r与\\n的特点，知道了对于前者来说会回到当前行的行首，那是什么回到行首呢？通过观察动图可以发现是光标。当我们在输入一个字符时，光标就会后移，也就会移动到下一个要输入字符的位置。因此在我们什么都不加的时候便会顺着打印【命令提示符】
-
那其实就可以说得通了，因为
\\r的原因，光标回到了行首，因此在3秒的等待后shell输出了【命令提示符】，便覆盖了我们原本所想要输出的内容
-
4、小结
好，看完行缓冲之后，也解答了遗留下来的疑难问题，我们来对其进行一个总结✒
- 程序内部存在缓冲区，无论带不带任何的【控制字符】，它都会在输出屏幕前将其保存在缓冲区中，缓冲区是需要刷新的，若是没有因为一些缘故，例如
slepp()函数导致缓冲区延迟刷新，我们一时就看不到想要输出的内容。可以等待系统睡眠后自动刷新，也可以手动使用fflush()自动刷新 - 输入字符光标后移，要显示的内容都是从光标所在处开始的。光标和显示器相互匹配，光标在哪里，显示器打印的时候就从哪里开始打印
四、实现一个倒计时的功能
通过前面学习的有关
\\r\\n以及缓冲区的知识，相信解开了你一直以来的很多困惑，现在我们先利用前面所学的一些知识，去实现一个数字倒计时的功能
1、实现从9 ~ 0的倒计时
- 首先我们来如何使一个数字从【9】变到【0】，那就是使用循环。然后我们在打印完每个数字之后使用
sleep()函数睡眠一秒
1 #include <stdio.h>
2 #include <unistd.h>
3
4 int main(void)
5
6 int i = 9;
7 while(i >= 0)
8
9 printf("%d\\n", i);
10 sleep(1);
11 i--;
12
13 return 0;
14
- 来看一下效果
- 但我们要实现的并不是这样，而是在一行内进行一个倒计时，而且每后一个数字会对前一个数字进行覆盖，那就可以这么去做
- 每打印完一个数字后进行一个回退，使光标重新回到行首，这样就使得后一个数字每次都可以覆盖掉前一个数字
- 那也就是我们前面学到过的
\\r回车 ——>printf("%d\\r", i);
- 是的，你眼睛👀没有问题，如果看到最后就可以发现原本我们要显示的内容完全打印出来，这是为什么呢？还记得前面的知识吗？
- 这里先公布答案：因为缓冲区没刷新呢 ❗
- 我们每次在
slepp()睡眠前将缓冲区刷新一下即可，保证在倒计时完不被命令行覆盖可以在最后加个换行
2、进阶：10 ~ 0的倒计时
再加个码，若是我从10开始倒计时，该怎么修改程序呢？你可试着先自己写写看✍
- 可以看到，若是我就将
i修改一下从10开始的话，就会出现下面这样的情况，只有前面的数字会被覆盖，10后面的这个0会始终被保留下来，最后倒计时结束后便成了00
显示器打印原理解释
那要如何去修改呢？关于这点我要先普及一下有关显示器打印的原理
- 看到这句代码
printf("%d\\n", 123);就是打印了一下123这个整数，但是在计算机内部进行处理后显示在屏幕上可不是这样，因为所有显示在屏幕上的内容都是字符 - 所以对于123其实并不是以一个整数的形式打印在屏幕上的，而是
1、2、3这三个字符，进行显示，只是看上去像是数字一样。在计算机内部，会将你输入的一些整型数字首先转换为字符串的形式，然后去遍历这个字符串，用putc()这个函数将字符一一地打印在显示器上
所以我们一般把【键盘】【显示器】这些称做为字符设备
3、错误修改
知道了显示器字符打印的原理，接下去我们就可以对上面的代码做一个修改
- 因为打印的均为字符，那么
10就算是有2个字符，所以我们每次在打印只需要预留出2个字符的位置就可以了，这样第一次打印10刚好占满两个字符的空间，后面在打印9 8 7...的时候虽然只有一个字符，但是还有一个预留的空间，所以就会把上一次打印的内容进行一个覆盖
printf("%2d\\r", i); //C语言中的格式化占位符
五、进度条小程序【详解】
好，终于来到了我们心心念念的【进度条】了，有关我为什么要将前面的这些知识做铺垫，你看完本模块就知道了😄
1、准备工作
- 既然是个小程序，那我们就用工程的形式来编写，那就是使用【多文件】的形式。首先要创建一个【proc】的目录其中包含
- 一个头文件
proc.h - 一个源文件
proc.c - 一个主调文件
main.c
- 一个头文件
- 这里充分的利用到了之前所学习的【
vim】来进行多文件编写如下图所示👇
- 因为我们要对代码去进行编译，每次去重新编译会很冗杂，因此可以使用之前学过【
make/Makefile】进行自动化构建 - 先前有说到过，目标文件它所依赖的是一个文件列表，不仅仅可以是一个，也可以是多个，例如这里的【main.c】与【proc.c】，因此在使用gcc进行编译的时候就需要对这两个
.c的文件一起进行编译
- 那此时就有同学会问，不是还有一个
proc.h吗？为何不进行一起编译呢？ - 这一点我之前在讲解【
gcc】的时候也有提到过，我们在进行多文件编译时候是不需要考虑【头文件】的，因为在预处理阶段头文件就会在它被包含的.c源文件中进行展开，因此我们加了和没加一样，你想加的话也可以加上，不会有问题，不过一般我们是不加的
2、进度条样式说明
准备工作做好之后，我们来看看需要实现的进度条需要是一个什么样子
- 首先主体部分很明确，需要一个很大的空行，使用
[ ]进行囊括，中间用==>这样的符号进行一个慢慢地推进 - 那既然是进度条，就一定有进度，一般使用百分比来进行显示，即
50% - 除了上面两个，我们还需要这个进度条有缓冲显示，也就是我们日常在Windows下看到的那种转圈圈的缓冲，不过呢，我们是在Linux环境下，无法做到这种图形化界面，但是我们可以使用旋转字符来进行一个模拟
[|][/][-][\\]
这就是进度条的大致形状，要先有个数 [=======================>][100%][/]
3、主体进度推进实现【重点】
首先要实现的是主体进度条的推进时间，先简单地实现一下这个进度条不断变长的过程(๑•̀ㅂ•́)و✧
下面是详细介绍，想直接看整体代码的可以拉到最后面
- 我们可以将整体进度条看作是一个字符串，现在要实现从
0% ~ 100%的进度条扩展，因此就需要一个长度为101的字符数组，这里首先使用#define进行一个宏定义
#define SIZE 101
- 这里最令你困惑的应该是这个
memset，为什么要使用它呢？因为我相当于是使用一个循环的方式，每次都去修改这个字符数组当前位置上的字符，将其变为=，然后每次去打印的时候下一个位置就会多出来一个=，此时在视觉上看其实就相当于是一个进度条在慢慢推进的样子😮，不过在最后不要忘记带上sleep()这个睡眠函数，让进度条每过一秒钟向后前进一个单位
memset(bar, '\\0', sizeof(bar));
//初始化整个bar字符串均为\\0，sizeof(数组名)表示取到这个数组的字节大小
- 对于字符串我们知道自身就带有
\\0，因此我们每次在添加完当前位置的=后，还要在其后面添加上一个\\0才行，这会显得很麻烦，于是我就想到了在一开始就将整个字符串的内容初始化为\\0，对于sizeof(bar)来说也就是sizeof(数组名)，可以取到这个数组的整个字节大小，若是不懂的可以看看C语言数组章节
下面是代码
1 #include "proc.h"
2
3 #define SIZE 101
4
5 void progress()
6
7 char bar[SIZE];
8 memset(bar, '\\0', sizeof(bar));
9 //初始化整个bar字符串均为\\0，sizeof(数组名)表示取到这个数组的字节大小
10
11 int i = 0;
12 while(i <= 100)
13
14 printf("[%s]\\n", bar);
15 bar[i] = '=';
16 i++;
17 sleep(1);
18
19
然后来看一下上面这段代码的演示过程
- 很明显可以看出，我们想要的进度条并不是这样的，虽然它有在进行一个慢慢的推进，但是我们想要它只在一行进行一个推进，此时应该要想到将最后打印的换行符
\\n去掉，让光标每次回到行首，再打印这个字符串
printf("[%s]\\r", bar);
不过可以看到，并没有显示出任何东西，此时相信你一定可以回答出来了，那就是：缓冲区没刷新！
fflush(stdout);
- 可以看到，因为每次都提前刷新了缓冲区，所以要打印的内容被显示出来了，因为
sleep(1)每次睡眠一秒，使得进度条一个不断推进的效果
不过可以观察到这个进度条推进得很慢，那有没有办法使它快一点呢❓
- 此时我们可以到Linux中的另一个睡眠延时函数
usleep()，我们可以通过【man】命令来查看一下它对应的手册 - 通过和
sleep()函数进行对比可以发现它的单位不是【秒】，而是【微秒】，对应单位转换也就是106秒
- 此时我们就可以对睡眠函数去进行一个修改，106是1秒，那么105就是0.1秒
//sleep(1); 1秒
// usleep(1000000); 1秒
usleep(100000); //0.1秒
- 上面有说到过，对于主体的进度条是需要预留出一个100的空间，好呈现进度条从0 ~ 100的推进，就可以上面说到过的格式化占位符
printf("[%100s]\\r", bar);
- 不过可以看到，加上之后是从右向左进行了一个推进，这不符合我们的认识，应该是从右向左才对，此时可以这样写，在100前面加个
-
printf("[%-100s]\\r", bar);
- 这么长的进度条，应该看了很烦把，把它改小，一样保持
0% ~ 100%
- 改动的部分多一些，给出代码，主要是循环的条件、字符数组预留空间以及占位符
1 #include "proc.h"
2
3 #define SIZE 51
4
5 void progress()
6
7 char bar[SIZE];
8 memset(bar, '\\0', sizeof(bar));
9 //初始化整个bar字符串均为\\0，sizeof(数组名)表示取到这个数组的字节大小
10
11 int i = 0;
12 while(i <= 50)
13
14 printf("[%-50s]\\r", bar);
15 bar[i++] = '=';
16 fflush(stdout);
17 // usleep(1000000); 1秒
18 usleep(100000); //0.1秒
19
20 printf("\\n");
21
- 为了看出让被人看出这是一个进度条的样子，在后面追加一个
>。重新定义一下
#define STYLE '='
#define ARR '>'
- 为了使进度条在
99%之前最后一个字符呈现【>】，而最后到100%为【=】，我们此处就需要再循环内部做一个判断若是其i != 50，就一直追加【>】，最后到达100%时便为【=】 - 那便需要预留出52个位置的空间
#define SIZE 52
if(i != 50) bar[i] = ARR;
此时来看的话我们进度条的主体部分就做完了
4、百分比递增实现
接下去我们来实现一下百分比递增这块
- 若是一开始很长的进度条，循环次数为101次的话直接输出下标
i即可，但是我们修改了进度条的长度，所以需要使用i * 2，也可以实现一个0% ~ 100%的过程
printf("[%-50s][%d]\\r", bar, i * 2);
- 来给数字的后面加上一个【%】，不过可以看到，编译器不允许我们这样做，这点要涉及到
.bat中的批处理程序，此时我们需要写上【%%】才算是一个【%】，你也可以理解为我们在写文件路径时的【\\】当做【\\】，防止出现转义字符的歧义- 如果想了解可以看看这个文章——> 链接
printf("[%-50s][%d%%]\\r", bar, i * 2);
5、旋转字符轮回实现
接下去来实现最后的一个旋转字符的轮回，已到达图形化界面中的缓冲功能
- 这一块我们只需要定义一个字符数组，前面加上
const是防止里面的内容被修改。而最后一个\\\\也就是我上面说到的【转义字符歧义】，其实它就是【\\】
const char* label = "|/-\\\\";
- 然后我们在打印的时候，要去实现一个轮回就需要用到一个取余
%的操作，每次打印的都是【0 ~ 3】的倍数
printf("[%-50s][%d%%][%c]\\r", bar, i * 2, label[i % 4]);
最后，就实现了一个完整的进度条
6、整体代码展示
1 #include "proc.h"
2
3 #define SIZE 52
4 #define STYLE '='
5 #define ARR '>'
6
7 void progress()
8
9 const char* label = "|/-\\\\";
10 // printf("%c\\n", label[0]);
11 char bar[SIZE];
12 memset(bar, '\\0', sizeof(bar));
13 //初始化整个bar字符串均为\\0，sizeof(数组名)表示取到这个数组的字节大小
14
15 int i = 0;
16 while(i <= 50)
17
18 printf("[%-50s][%d%%][%c]\\r", bar, i * 2, label[i % 4]);
19 bar[i++] = STYLE;
20 if(i != 50) bar[i] = ARR;
21 fflush(stdout);
22 // usleep(1000000); 1秒
23 usleep(100000); //0.1秒
24
25 printf("\\n");
26
六、总结与提炼
好，我们来总结一下本文所学习的内容
- 为了学习进度条小程序的编写，我们首先学习学习了C语言中的两个控制字符【
\\n】与【\\r】，知道了它们分别有什么作用 - 这它们的基础上，又了解到了计算机内部存在缓冲区这么一个概念，知道了缓冲区需要被刷新才可以显示。通过观察5个代码段对这些概念也有了更加深刻的理解
- 学习了上面两个小知识后，里面通过所学实现了一个【倒计时】的功能，做到了活学活用
- 最后的舞台给到【进度条】，我们分别通过三个主要模块实现了进度条，包括：进度条的主体部分、进度条的百分比递增以及旋转字符模拟缓冲图形。有关进度条，你学会了吗😜
以上就是本文所要阐述的所有内容，感谢您的阅读🌹
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