一、前言
在前三篇文章中，我们分别学习了 vim 、gcc 以及 make/makefile 。而在今天，我们将基于前三节课认识的基础上，并结合一些与回车换行、缓冲区有关的知识，在 Linux 上写下一个简易的进度条小程序。
成品展示 ：
今天的内容比较轻松，只需要了解两个知识点，这个小程序就很容易写出来了，让我们开始今天的学习。
二、理解 ‘\r’ 与 ‘\n’
C 语言中有很多字符，而字符大体分为两类：可显字符、控制字符。
控制字符不可显示，例如 \r 和 \n 就是控制字符。
而在我们平时打字时，一行写满了需要换行，但是新起一行有很多种，例如：
这样虽然新起一行了，但是不是我们想要的结果。
我们通常新起一行是在第二行的最左端，但是对于这个结果其实有两个操作：
跳转到第二行
回到第二行的最左端
有了这个基本概念，再来谈 \r 和 \n 的作用：
\r ：回车 - 回到文本行的开头
\n：换行 - 新起一行
所以，其实我们 平时泛指的换行实际上是 回车 + 换行 。
且在语言范畴下，例如 C 语言，换行就可以达到 回车 + 换行 的效果。在平常，这一操作还是两个步骤。
三、行缓冲
行缓冲这个概念认识。
1、提出问题
首先先了解一下两个库函数：
sleep： Linux 下的休眠函数，单位是秒。头文件为#include <unistd.h>fflush：刷新缓冲区
代码1：
#include <stdio.h> int main() { printf("hello xxx"); sleep(3); return 0; }
现象：
分析：
光标停留在文本行的开头，但是字符串没有被打印。
反而像是 sleep 函数先起作用，然后 printf 函数再从光标处开始打印。
打印完之后，shell 提示符紧跟着字符串后显示。
代码2：
#include <stdio.h> int main() { printf("hello xxx\n"); sleep(3); return 0; }
现象：
分析：
printf 打印的字符串先显示在终端上，光标位于字符串的下一行。
sleep 函数使程序休眠 3 秒后，shell 提示符从光标位置开始显示。
代码3：
#include <stdio.h> int main() { printf("hello xxx\r"); sleep(3); return 0; }
现象：
分析：
printf 打印的字符串没有显示到终端，光标一直停留在该打印字符串的一行
sleep 函数休眠三秒后，shell 提示符直接打印在了屏幕上。
并没有看到字符串。
观察上面的现象，我们提出几个问题：
- 代码 1 好像是先执行了 sleep ，在执行 printf ，是这样吗？
- 代码 2 加上了 ‘\n’ ，字符串一开始就显示了，为什么？
- 代码 3 好像什么都没打印，这是为什么？
在解答这些问题之后，我们先了解一下行缓冲。
2、认识行缓冲
在内存中预留了一块空间，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。
我们之前或多或少都听说过缓冲区。
在代码 1 中，由于程序是按照数据执行的，所以必定是先执行 printf 。
但是数据没有显示，所以这时候，数据就一定被保存在某个位置，保存的位置就是缓冲区。
而要让数据显示，是需要刷新缓冲区的。
行缓冲是缓冲区刷新策略的一种，在行缓冲模式下，当输入和输出中遇到 ‘\n’ 换行时，就会刷新缓冲区 。
有了这个概念，我们继续分析问题。
3、解答与拓展
解答：
问题1：代码 1 好像是先执行了 sleep ，在执行 printf ，是这样吗？
当然不是。
由于程序是按照顺序执行的，所以必定是先执行完 printf 在执行 sleep 。
而数据没有被显示出来的原因是：数据保存在缓冲区中，但是没有主动刷新，当程序退出后，保存在缓冲区中的数据被自动刷新出来了。
所以才会造成这种现象。
问题2：代码 2 加上了 \n ，字符串一开始就显示了，为什么？
这里由于是直接往显示器上打印，所以采用的刷新方式为行缓冲。
所以执行碰到 ‘\n’ 时，就会把在缓冲区中的(换行符之前)的内容全部刷新出来。
所以这段代码一开始就会有数据显示，然后再 sleep 休眠。
问题3：代码 3 好像什么都没打印，这是为什么？
之前说过 \r 是换行，所以当 printf 遇到 \r 时，就把光标移到开头。
sleep 睡眠后，当程序退出，shell 打印提示符时，就覆盖了字符串。
拓展 ：
数据真的是临时保留在缓冲区里的吗？光标如何理解？
我们用一段代码来理解这两个问题：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { printf("hello xxx\r"); fflush(stdout); sleep(3); return 0; }
现象：
观察现象，我们发现当我们使用 fflush 主动刷新缓冲区后，数据就显示在了屏幕上；且因为 ‘\r’ 的原因，光标指向字符串开头；当打印 shell 提示符时，就直接从光标位置开始覆盖。
所以对于这两个问题，我们已经得到了答案：
数据被临时保存在于缓冲区中，通过刷新就可以显示
数据是从光标位置开始打印的。
一句话理解光标：光标和显示器匹配，光标在哪里，显示器打印的时候就从哪里开始打印 。
4、倒计时
基于对上面的理解，我们先实现一个简单的倒计时。
倒计时就是在屏幕上不断显示数字，每次在同一位置显示，并将之前的数据覆盖。
既然是每次要从头开始覆盖，那么就可以用 ‘\r’ 来实现每次回到行首，并且可以通过相应的格式化控制显示多位打印。
但是 ‘\r’ 不会主动刷新，所以要用 fflush 函数主动刷新缓冲区。
在每次刷新之后，使用 sleep 函数，间隔一定的时间。
由此，我们可以很轻松写出代码，例如写一个从 10 开始的倒计时：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { int i = 10; for (; i >= 0; i--) { // 位宽控制，\r 回到开头 printf("%2d\r", i); fflush(stdout); // 主动刷新 sleep(1); // 休眠 } printf("\n"); // 换行，打印提示符 return 0; }
四、进度条
好了，接下来进入正题，我们开始写 进度条 。
进度条样式 ：
主体样式为两个中括号包裹，中间 => 推进的方式呈现，比如：[======>]
主体右侧中括号位置保持不变，中间元素不断推进，比如：[=> ]
显示当前加载进度，用 [num%] 显示，num 随着进度条的不断推进而变化
显示加载样式，可以利用一个旋转的字符，例如 [\] 的样式，顺时针不断旋转
大约呈现状态为：[========>] [15%] [\]
采用多文件 ：
文件存放在 proc 目录中
proc.h ：函数声明
proc.c ：进度条逻辑
main.c ：函数调用
makefile 准备 ：
由于采用多文件，所以依赖关系可以写成依赖文件列表的样式：
分块逻辑 ：
- 进度条主体
预留进度条大小为 100 个 = ，外加 1 个 > ，加上保存 '\0' 的位置，用数组存储为 102 个单位。
进度条是一行中的，所以需要用到 '\r' ，每次都需要使用 fllush 主动刷新缓冲区。
每次刷新出数据之后，将 = 填充到数组中，并且显示 > 。在最后一次显示时，控制 > 不要显示。
然后休眠一小会。由于休眠用 sleep 函数太慢。所以可以用 usleep 函数休眠，usleep 函数的参数单位是微秒。
根据这个写出代码：
- 百分比显示 ：
%% 显示为一个 % ，而 %d 为数字，这步很简单，只要在 printf 语句中加上内容：
printf("[%-100s][%d%%]\r", bar, i);
- 旋转光标 ：
光标旋转方向为顺时针旋转，那么旋转时就可以用数组保存。
旋转每次显示内容分别为 | / - \ ， \\ 代表一个 \ ，因为和 \ 结合的会被解析为转义字符，将其保存到字符串中。
而由于字符串一共就四个字符，所以输出的时候需要控制输出位置。
代码：
const char* str = "|/-\\"; // 字符串 printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, i, str[i % 4]); // 输出语句
完整代码 ：
proc.h ：
#pragma once #include <stdio.h> extern void process();
proc.c ：
#include "proc.h" #include <string.h> #include <unistd.h> #define SIZE 102 // 数组大小 #define STYLE '=' #define FLAG '>' void process() { const char* str = "|/-\\"; char bar[SIZE]; memset(bar, '\0', sizeof(bar)); int i = 0; while (i <= 100) { printf("[%-100s][%d%%][%c]\r", bar, i, str[i % 4]); // 格式控制 fflush(stdout); // 刷新 bar[i++] = STYLE; // 填充数据 if (i != 100) { bar[i] = FLAG; // 如果不是最后一次则显示 > } usleep(100000); // 休眠 } printf("\n"); }
test.c
#include "proc.h" int main() { process(); return 0; }
进度条展示 ：
五、结语
到这里，本篇博客就到此结束了。
今天的内容相对来说还是很简单的，我们的今天核心就是了解 ‘\r’ 和 ‘\n’ 的区别，并认识了行缓冲。只要了这两块知识，写起进度条就很轻松了。
大家感兴趣也可以下去试一试。
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