1. 對(duì)回車（\r）和換行（\n）的理解

1.1 概念理解

在C語(yǔ)言中，字符可以分為可顯字符（printable characters）和控制字符（control characters）。

可顯字符是指可以在屏幕或打印輸出上顯示的字符，它們包括數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、符號(hào)等?？娠@字符可以直接被用戶看到，并且在文本處理、顯示和通信中起到重要作用。
控制字符是一類在計(jì)算機(jī)中具有特殊含義的字符，它們通常不可見或只能以特殊方式顯示。這些字符用于控制文本的格式、編輯和通信等方面。

這里我們要重點(diǎn)理解兩個(gè)控制字符——\n和\r

\r表示回車，即將光標(biāo)移動(dòng)到當(dāng)前行的起始位置
\n表示換行，即將光標(biāo)向下移動(dòng)一行
但是我們平時(shí)用的比如C語(yǔ)言打印的時(shí)候加一個(gè)\n換行

或者在編輯文本的時(shí)候敲enter鍵

他不僅進(jìn)行了換行并且光標(biāo)也移到了起始位置。
但是其實(shí)這是兩個(gè)步驟，先移到下一行，再移動(dòng)到起始位置。
不過(guò)呢，在常見的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，換行通常會(huì)伴隨回車操作。

1.2 測(cè)試

下面我們來(lái)測(cè)試幾個(gè)程序。

首先我來(lái)寫一個(gè)makefile，我們待會(huì)寫完代碼可以直接用：

然后我來(lái)寫一個(gè)test.c

那這里面我就用到了換行\(zhòng)n

那我來(lái)運(yùn)行看一下：

我們看到這里就成功打印出來(lái)了hello world，并且進(jìn)行了換行（且伴隨了回車）。
所以后面的命令提示符就打印到了下一行，并且在開頭位置。

然后我們把\n換成\r試一下：

再來(lái)make然后運(yùn)行

我們看到這次什么都沒打印

那為什么啥都沒打印呢？

那其實(shí)就是跟最后的\r有關(guān)系，printf打印的時(shí)候，前面的hello world都沒問(wèn)題，但是最后遇到\r（回車），就把光標(biāo)移到了最左邊起始位置。
所以后面打印命令提示符的時(shí)候就把hello world覆蓋掉了。

2. 緩沖區(qū)的理解

下面我們來(lái)理解一下緩沖區(qū)的概念

緩沖區(qū)（Buffer）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一塊內(nèi)存區(qū)域。它通常用于處理輸入和輸出操作，以提高效率和性能。
緩沖區(qū)相當(dāng)于一個(gè)中間層，位于數(shù)據(jù)的來(lái)源和目的地之間。當(dāng)進(jìn)行輸入或輸出操作時(shí)，數(shù)據(jù)先暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中，然后再批量地傳輸?shù)侥繕?biāo)位置或從源位置讀取出來(lái)。這樣可以減少對(duì)源位置或目標(biāo)位置的直接讀寫次數(shù)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

2.1 觀察現(xiàn)象

下面我們還是來(lái)觀察兩個(gè)程序

先看第一個(gè)：

這里用了一個(gè)函數(shù)sleep
sleep() 函數(shù)用于在程序中暫停執(zhí)行一段時(shí)間，sleep() 函數(shù)的參數(shù)是以秒為單位的等待時(shí)間。它的作用是讓程序進(jìn)入休眠狀態(tài)，停止執(zhí)行指定的時(shí)間間隔，然后再繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼。
在Linux或UNIX系統(tǒng)中，可以包含 <unistd.h> 頭文件，使用 sleep() 函數(shù)。而在Windows系統(tǒng)中，可以包含 <windows.h> 頭文件，使用 Sleep() 函數(shù)。
然后我們觀察一下結(jié)果
我這里給的是截圖，這里如果大家自己測(cè)試可能會(huì)觀察的更好一點(diǎn)

我們看到，這里先打印了hello world，然后進(jìn)行休眠（因?yàn)槲覀兪褂昧藄leep）

休眠結(jié)束，就打印了新的命令行。

然后我們看第二個(gè)：

跟上面的區(qū)別就是我把\n去掉了

然后我們?cè)賮?lái)運(yùn)行

這次我們會(huì)觀察到它是先休眠

休眠結(jié)束然后才打印hello world，并且新的命令行直接跟在hello world后面，因?yàn)槲覀儧]有換行。

那通過(guò)對(duì)比兩次程序的結(jié)果，我們能得出：

帶\n的時(shí)候是先打印hello world，后休眠；而不帶\n是先休眠，后打印hello world。
那這樣的話，不帶\n的時(shí)候，好像是先執(zhí)行了sleep函數(shù)，然后才執(zhí)行printf去打印。

是這樣嗎？

當(dāng)然不是的，我們知道程序默認(rèn)是按照從上到下順序執(zhí)行的。
所以肯定是先執(zhí)行printf，再執(zhí)行sleep，毋庸置疑。

2.2 原因解釋

那為什么我們看到的是先休眠，后打印，兩個(gè)程序打印的時(shí)機(jī)為什么不一樣呢？

??，我們上面有提到緩沖區(qū)的概念：
緩沖區(qū)相當(dāng)于一個(gè)中間層，位于數(shù)據(jù)的來(lái)源和目的地之間。當(dāng)進(jìn)行輸入或輸出操作時(shí)，數(shù)據(jù)先暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中，然后再批量地傳輸?shù)侥繕?biāo)位置或從源位置讀取出來(lái)。
也就是是，不管我們有沒有加\n，我們的hello world這個(gè)字符串都會(huì)被暫存到緩沖區(qū)里面。
那為什么兩個(gè)程序打印的時(shí)間不一樣呢？
原因其實(shí)是因?yàn)閮蓚€(gè)程序的緩沖區(qū)刷新的時(shí)機(jī)不同。
在大多數(shù)編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)中，緩沖區(qū)被用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)要輸出或被讀取的數(shù)據(jù)，直到達(dá)到一定條件后才會(huì)將其發(fā)送到目標(biāo)位置（如屏幕、文件、網(wǎng)絡(luò)等）。這個(gè)條件通常是緩沖區(qū)滿了、遇到換行符、或者主動(dòng)進(jìn)行緩沖區(qū)刷新的操作。
當(dāng)程序結(jié)束時(shí)，通常會(huì)自動(dòng)刷新輸出緩沖區(qū)。這意味著在程序執(zhí)行完成后，輸出緩沖區(qū)中的所有數(shù)據(jù)將被寫入到相應(yīng)的輸出設(shè)備（如終端或控制臺(tái)）并在屏幕上顯示出來(lái)。
所以我們可以認(rèn)為，遇到\n的時(shí)候就會(huì)觸發(fā)緩沖區(qū)刷新操作。
而程序結(jié)束也會(huì)刷新緩沖區(qū)。

那現(xiàn)在，我想大家就明白了，為什么上面兩個(gè)程序的結(jié)果有差異？

第一個(gè)程序我們加了\n，所以執(zhí)行printf時(shí)遇到\n就會(huì)刷新緩沖區(qū)，那么hello world就直接顯示到了顯示器上。
所以是先打印，后休眠。
而第二個(gè)程序，沒有\(zhòng)n，我們也沒有手動(dòng)刷新緩沖區(qū)，所以直到程序結(jié)束是刷新緩沖區(qū)，hello world 才會(huì)顯示到顯示器上。
因此是先休眠，后打印。

那有了緩沖區(qū)的理解，我們?cè)賮?lái)看上面最開始演示的那個(gè)程序：

現(xiàn)在在hello world后面加一個(gè)\r。
我們運(yùn)行看看


休眠結(jié)束啥沒打印，新的命令提示符就出來(lái)了。
那這個(gè)我們上面其實(shí)解釋過(guò)，因?yàn)閈r的緣故，使得光標(biāo)移到了最左邊起始位置，所以后面的命令提示符就把先打印出來(lái)的hello world覆蓋了。
那我現(xiàn)在修改一下：

fflush這個(gè)函數(shù)可以刷新緩沖區(qū)給，那這樣就相當(dāng)于我們提前刷新了一下緩沖區(qū)，這樣休眠就在打印后面了，方便我們觀察。
此時(shí)我們?cè)龠\(yùn)行


這下我們就看清楚了，并不是啥也沒打印。
而是hello world打印之后，光標(biāo)回到了最左邊，然后后面打印的命令提示符就把hello world覆蓋掉了。
當(dāng)然如果把\r去掉，就不會(huì)被覆蓋了

3. 倒計(jì)時(shí)小程序

那基于上面講的內(nèi)容，我們一起來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)倒計(jì)時(shí)小程序練練手：

怎么做呢？

大家看這樣寫是不是就行了
這里從9開始倒計(jì)時(shí)，i從9到0，循環(huán)打印，\r保證每個(gè)數(shù)字打印之后都把光標(biāo)移到起始位置，fflush刷新緩沖區(qū)，這樣使得每個(gè)數(shù)字可以分開顯示，每次循環(huán)i都可以刷新出來(lái)，然后休眠1秒，顯示下一個(gè)數(shù)字。
我們運(yùn)行看一下


這個(gè)大家可以自己寫寫運(yùn)行一下，截圖看著不方便。
具體的效果就是從9開始，9、8、7、6、5、4、3、2、1、0一次交替顯示。


但是當(dāng)前這樣寫，最終0顯示完之后，這一行就被新的命令行覆蓋了。
所以我們可以加一個(gè)換行


這樣最后倒計(jì)時(shí)這一行就不會(huì)被覆蓋了。

但是呢，我們的程序還有一些問(wèn)題

我們剛才倒計(jì)時(shí)9到0都是一個(gè)數(shù)，占一個(gè)位置，所以后面的剛好覆蓋前面的，那如果是從10開始呢？



效果就成這樣了。
因?yàn)楹竺娑际且晃粩?shù)，只能覆蓋一個(gè)位置，后邊的0就一直顯示，不受影響。
實(shí)際上我們無(wú)論打印什么類型的數(shù)據(jù)，顯示器上顯示的內(nèi)容都是一個(gè)個(gè)的字符，打印整數(shù)時(shí)，它們也會(huì)以字符的形式顯示在屏幕上。計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用二進(jìn)制表示整數(shù)，但在顯示器上呈現(xiàn)給用戶時(shí)，需要將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的字符形式。

那怎么解決呢？也很簡(jiǎn)單：

我們指定域?qū)捑托辛恕?br>printf可以用格式控制串"%md"輸出域?qū)挒閙的十進(jìn)制整數(shù)（默認(rèn)左對(duì)齊，-m則右對(duì)齊）

然后我們?cè)賮?lái)運(yùn)行



就可以了。

4. 進(jìn)度條小程序

那我先來(lái)大致說(shuō)一下我們最后要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)進(jìn)度條的樣式：

就是一個(gè)大的【】，里面預(yù)留出來(lái)100個(gè)字符的空間，我們填充#，當(dāng)然你也可以用其他的，1%就打印一個(gè)#，2%就兩個(gè)，以此類推，后面可以顯示一下具體是百分之幾，隨著#增加不斷遞增直到100%。

其實(shí)它大致的思路和上面的倒計(jì)時(shí)是一樣的：

就是不斷的顯示并覆蓋之前的內(nèi)容。

那接下來(lái)我們就來(lái)實(shí)現(xiàn)一下。

我呢想給它寫成一個(gè)多文件的形式：

我先創(chuàng)建這樣3個(gè)文件。

先寫進(jìn)去這些內(nèi)容。
然后把Makefile也寫一下：

4.1 基本思路及實(shí)現(xiàn)

然后，我們來(lái)寫實(shí)現(xiàn)進(jìn)度條的函數(shù)process：

首先我們可以先開一個(gè)數(shù)組，把進(jìn)度條需要的100個(gè)字符的空間預(yù)留出來(lái)。
那我們打印的時(shí)候可以直接打印#組成的字符串，那字符串的話就要再給\0開一個(gè)空間。

然后我們可以給buf數(shù)組全部初始化為\0，這樣我們后續(xù)添加#就不用考慮\0的問(wèn)題了。

然后我們循環(huán)打印并不斷添加#就行了，當(dāng)然我們這里還應(yīng)該使用\r不斷的回車，使每一次新打印的覆蓋之前的，并且每次循環(huán)printf之后要使用fflush刷新緩沖區(qū)，這樣才能每次循環(huán)都?jí)虼蛴〕鰜?lái)內(nèi)容，要不然程序結(jié)束之前一直留存在緩沖區(qū)。

我們運(yùn)行看看效果：

4.2 改進(jìn)及優(yōu)化

上面的實(shí)現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行效果我們可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：

首先第一個(gè)休眠時(shí)間設(shè)置成1秒有點(diǎn)長(zhǎng)了，這樣跑到100%需要100秒

所以我們可以選擇把sleep函數(shù)換成usleep。
sleep的參數(shù)是以秒為單位的，而usleep是以微秒為單位的。
我們可以設(shè)置成0.1秒休眠時(shí)間

運(yùn)行一下：



這次速度確實(shí)快了

但是
第二個(gè)問(wèn)題：進(jìn)度條這一行顯示完畢，新出現(xiàn)的命令行會(huì)把進(jìn)度條的一部分覆蓋掉。

怎么解決？
很簡(jiǎn)答，加個(gè)換行就行了

再看：



這次就沒事了。

當(dāng)然我可以加一個(gè)宏，這樣后面替換進(jìn)度條的樣式就很方便：

然后我們?cè)傩薷囊幌?，改成這種：

類似一個(gè)箭頭，改一下代碼：

看一下效果



但是這樣最后停下來(lái)，還有一個(gè)箭頭，好像有點(diǎn)不好看。
向前推進(jìn)的時(shí)候顯示箭頭，100%的時(shí)候不顯示，我們?cè)賮?lái)修改一下
加一個(gè)判讀就行了

4.3 增加百分比顯示

那一般進(jìn)度條后面還有顯示百分比，我們也來(lái)加一個(gè)：

運(yùn)行一下

4.4 增加旋轉(zhuǎn)光標(biāo)

然后我們?cè)賮?lái)在后面增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)光標(biāo)：

可以通過(guò)循環(huán)顯示這四個(gè)字符| / - \來(lái)模擬一個(gè)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程（注意\要用轉(zhuǎn)義字符\\）

我們來(lái)運(yùn)行看看效果



就可以了。

4.5 給進(jìn)度條配色

在C語(yǔ)言中，可以使用ANSI轉(zhuǎn)義序列來(lái)輸出不同的顏色。ANSI轉(zhuǎn)義序列是一系列的字符組合，用于控制終端的文本樣式和顏色。

關(guān)于配色方案，網(wǎng)上可以找到很多相關(guān)的資料，大家有興趣可以按照自己的喜好去配色，我這里簡(jiǎn)單演示一下：

比如我配個(gè)紅色


來(lái)個(gè)綠色

還有背景顏色也可以設(shè)置：

試一下，來(lái)個(gè)青色

也可以同時(shí)設(shè)置字體顏色/前景顏色和背景顏色

我們來(lái)個(gè)字體紅色，背景青色

大家可以按自己的喜好設(shè)置。
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到了這里，關(guān)于【Linux系統(tǒng)編程】Linux第一個(gè)小程序——進(jìn)度條的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！