Linux 编程第一个小程序：进度条

Nullmian

发布于 2025-12-24 14:54:49

🎯 进度条实现原理

1. 回车换行的关键区别

printf("\r倒计时: %2d", count);  // \r 回车：回到行首不换行
printf("\n换行测试");            // \n 换行：移到下一行

重要区别：

\r（回车）：光标回到当前行的开头，不换到新行
\n（换行）：光标移动到下一行，位置不变
历史渊源：早期打字机时代，回车是让打字头回到行首，换行是转动滚筒到下一行

2. 缓冲区刷新机制

printf(LIGHT_GREEN "[%-100s][%d%%][%c]" NONE "\r", bar, rate, lable[rate % len]);
fflush(stdout);  // 强制立即显示

为什么需要 fflush？ C语言输出默认使用缓冲区，内容不会立即显示到屏幕。fflush(stdout) 强制清空缓冲区，确保进度条实时更新。

缓冲区类型：

全缓冲：文件操作通常使用
行缓冲：终端输出，遇到换行符刷新
无缓冲：标准错误流 stderr

📊 进度条代码分析

头文件定义 (processBar.h)

#pragma once  // 防止头文件重复包含

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

/*-------------进度条颜色-------------*/
#define NONE            "\033[m"
#define LIGHT_GREEN     "\033[1;32m"
#define LIGHT_RED       "\033[1;31m"
#define LIGHT_BLUE      "\033[1;34m"
#define LIGHT_YELLOW    "\033[1;33m"
#define LIGHT_CYAN      "\033[1;36m"
#define LIGHT_PURPLE    "\033[1;35m"
#define LIGHT_WHITE     "\033[1;37m"

/*-------------进度条样式------------*/
#define NUM     102     // 缓冲区大小
#define TOP     100     // 进度最大值
#define BODY    '='     // 进度条主体
#define RIGHT   '>'     // 进度条头部

// 函数指针类型定义
typedef void (*callback_t)(int);

extern void InitBar();            // 初始化进度条
extern void ProcessBar(int rate); // 更新进度条

进度条核心实现 (processBar.c)

#include "processBar.h"
#include <string.h>

const char *lable = "|/-\\";  // 旋转指示器
char bar[NUM];                // 进度条缓冲区

// 初始化进度条
void InitBar()
{
    memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}

// 更新进度条显示
void ProcessBar(int rate)
{
    if(rate < 0 || rate > 100) return;

    int len = strlen(lable);
    
    // 根据进度选择颜色
    const char *color;
    if(rate < 30)
        color = LIGHT_RED;
    else if(rate < 70)
        color = LIGHT_YELLOW;
    else
        color = LIGHT_GREEN;
    
    // 使用颜色和格式化输出
    printf("%s[%-100s][%d%%][%c]" NONE "\r", color, bar, rate, lable[rate % len]);
    fflush(stdout);
    
    // 更新进度条内容
    bar[rate++] = BODY;
    if(rate < 100) bar[rate] = RIGHT;
}

下载模拟模块 (downLoad.h)

#pragma once

#include "processBar.h"

// 下载函数声明
void DownLoad(callback_t cb);

下载模拟模块 (downLoad.c)

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

void DownLoad(callback_t cb)
{
    int total = 1024; // 总大小 1024MB
    int curr = 0;     // 当前进度 0MB
    
    while(curr <= total)
    {
        usleep(50000);              // 模拟下载耗时 50ms
        int rate = curr*100/total;  // 计算进度百分比
        cb(rate);                   // 回调函数更新进度条
        curr += 8;                  // 每次下载8MB
    }
    printf("\n下载完成！\n");  // 下载完成换行
}

主程序 (main.c)

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

int main()
{
    printf("开始执行多个下载任务...\n\n");
    
    printf(LIGHT_RED "任务一 下载中..." NONE "\n");
    DownLoad(ProcessBar);
    InitBar();  // 重置进度条
    sleep(1);   // 间隔1秒
    
    printf(LIGHT_BLUE "任务二 下载中..." NONE "\n");
    DownLoad(ProcessBar);
    InitBar();
    sleep(1);
    
    printf(LIGHT_PURPLE "任务三 下载中..." NONE "\n");
    DownLoad(ProcessBar);
    InitBar();

    printf(LIGHT_GREEN "所有任务执行完毕！" NONE "\n");
    return 0;
}

🔧 Makefile 构建配置

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -Wextra -std=c99
TARGET = processBar
SOURCES = processBar.c downLoad.c main.c
HEADERS = processBar.h downLoad.h

$(TARGET): $(SOURCES) $(HEADERS)
	$(CC) $(CFLAGS) $(SOURCES) -o $(TARGET)

# 调试版本
debug: CFLAGS += -g -DDEBUG
debug: $(TARGET)

# 发布版本
release: CFLAGS += -O2
release: $(TARGET)

.PHONY: clean install uninstall

clean:
	rm -f $(TARGET)

install: $(TARGET)
	sudo cp $(TARGET) /usr/local/bin/

uninstall:
	sudo rm -f /usr/local/bin/$(TARGET)

🎨 进度条设计亮点

1. 颜色系统

使用 ANSI 转义序列实现彩色输出：

\033[1;32m：亮绿色
\033[m：重置颜色
\033[1;31m：亮红色
\033[1;34m：亮蓝色
颜色编码原理：\033[ 是转义序列开始，1 表示粗体，32 表示绿色，m 结束

2. 旋转指示器

const char *lable = "|/-\\";  // 旋转动画序列
lable[rate % len]             // 循环显示旋转字符

动画原理：通过模运算循环显示四个字符，创建旋转效果

3. 回调函数设计

typedef void (*callback_t)(int);  // 函数指针类型
void DownLoad(callback_t cb);     // 接收回调函数

优势：

下载模块与显示模块解耦，便于复用和维护
支持不同的进度显示方式
符合开闭原则，易于扩展

4. 智能颜色切换

if(rate < 30)
    color = LIGHT_RED;      // 进度低显示红色
else if(rate < 70)
    color = LIGHT_YELLOW;   // 进度中显示黄色
else
    color = LIGHT_GREEN;    // 进度高显示绿色

🚀 编译和运行

编译项目

# 普通编译
make

# 调试版本
make debug

# 发布版本
make release

运行程序

./processBar

安装到系统

sudo make install

预期输出效果

开始执行多个下载任务...

任务一 下载中...
[=================>][75%][/]
下载完成！

任务二 下载中...
[=============================>][95%][-]
下载完成！

任务三 下载中...
[==================================================][100%][|]
下载完成！

所有任务执行完毕！

🔍 扩展功能建议

1. 添加时间估算

// 在 ProcessBar 函数中添加时间估算
static time_t start_time = 0;
if (start_time == 0) {
    start_time = time(NULL);
}
time_t current_time = time(NULL);
int elapsed = (int)(current_time - start_time);
int remaining = (elapsed * (100 - rate)) / (rate + 1);
printf("[%ds/%ds]", elapsed, remaining);

2. 支持多种样式

// 进度条样式枚举
typedef enum {
    STYLE_CLASSIC,    // [====>]
    STYLE_PERCENT,    // 75%
    STYLE_SPINNER,    // ⣷
    STYLE_BLOCK       ███████
} ProgressStyle;

3. 网络下载集成

// 实际下载功能集成
size_t write_callback(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, void *userdata) {
    // 更新下载进度
    // 调用进度条回调
    return size * nmemb;
}

📦 项目结构总结

progress_bar/
├── processBar.h      # 头文件定义
├── processBar.c      # 进度条核心实现
├── downLoad.h        # 下载模块头文件
├── downLoad.c        # 下载模拟实现
├── main.c           # 主程序入口
└── Makefile         # 构建配置