对缓冲区的初步认识——制作进度条小程序

前言

这个小程序最好还是在Linux环境下实验，更能体现缓冲区作用

预备知识

回车和换行的区别

我们经常把回车换行连起来说，但他们是一样的吗？
换行：只有竖直方向改变

回车：只有横轴方向改变

回车换行：从第一行的末尾到第二行的起始位置

老式键盘的回车键 就是这个横竖造型

在c语言中\r是回车 \n是回车换行

输出缓冲区

我们暂且把缓冲区只是认为是内存的一块空间
为什么要有缓冲区呢？如果没有缓冲区 cup要更多次访问硬件设备
举个例子就像是我们宿舍扔垃圾总是攒得有点多了才开始扔，而不是有一点就扔

/n 有清空输出缓冲区的作用

例子：

这里有两个小程序 唯一的区别就是 第5句是否加了\n

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

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

这两个程序执行的结果是 第二个程序直接打印了，第一个程序快结束时才打印 这是为什么呢？

是因为第一个程序的sleep先执行吗?不是的 没有多线程的情况都是从上到下执行的。答案是 \n是作为情况缓冲区的标志
没有\n的时候hello word还在缓冲区了 程序结束了才释放
怎么解决这个问题呢？
我们在后面加fflush（stdout）
有个问题这个参数好奇怪

stdout是什么？

是一种文件类型的变量用于控制显示器的 ，我们在c语言阶段也学过File的指针来操作文件的读写。为什么能把显示器也看成文件呢？因为在Linux下一切皆文件

验证一切皆文件

我们在/dev/pts/ 1 中写的文件 却在另一个终端显示了！

为什么是\n行刷新？

因为如果只追求效率 全部内容到缓冲区才刷新 这样会爆发式的内容增多，人来不及看。一行一行的刷新符合人的习惯。

倒计时程序

原理

我们写1的时候光标到下一个格子，然后又返回来写2把1覆盖，同一个位置不停的刷新

代码实现

#include <stdio.h>                                                                                 
#include<unistd.h> // linux环境 如果windos <windows.h>int main(){int cnt = 10;while(cnt >= 0){printf("%2d\r",cnt);// 如果不加2 长度不统一 覆盖不完全 fflush(stdout);sleep(1);cnt--;}printf("\n"); // 这里的作用是避免命令提示符覆盖return 0;}

为什么这里要强制刷新？没有会怎样？

我们先把fflush屏蔽了 看看会发生什么

只输出个0，为什么呢？
因为我们写一个字符串到缓冲区里，光标就回车了，然后再写就被覆盖了直到写到最后一个0没有东西能覆盖它了，于是就只把0从缓冲区输出到屏幕了。

为什么是输出的是格式是%2d？正常的行不行？

我们在屏幕上输出123是数字还是字符串呢？答案其实是字符串
如果我们就%d输出 看看会发什么
从10一下就到90了 这是因为 9只有一位 而10 有两位 只能覆盖一位所以显示就是90只把1覆盖了

我们已经了解了预备知识那么进入正题吧

进度条程序

我们要做的程序

我们顶一个字符型数组bar长度为102用来存放进度#

数组长度为什么是102

因为我们用100个#来表示完全下载好 但是字符串结束的标准是’\0’所以我们至少要多用一个空间 但是为了保险再加一些也没关系

然后我们初始化数组

为什么我们要初始化数组？

因为数组不初始化放的都是随机值，我们等下按字符串输出时会出现乱码，最好以‘/0’初始化因为字符串输出遇到’/0‘结束!

 memset(bar, '\0', sizeof(bar)); 

之后我们在定义一个变量cnt表示进度到哪了？
每下载好一个bar[cnt] =‘#’ bar数组就存放一个字符 然后cnt++
直到 cnt <= 100

旋转的指针怎么实现的？

我们固定了输出的字符串长度为100在相当于长度为101的位置不停的写 |/-\ 覆盖着写形成了动画效果就像连环画一样
用一个字符数组储存|/-\ ，进度+1 就打印一个数组里面的内容 arr[p]
为了不越界 p 还要模4

vison1完整代码

但是这个版本就是空架子，没有和具体的场景联系起来

 void processbar(){char bar[length];int cnt = 0;memset(bar, '\0', sizeof(bar)); while (cnt < length) {printf("[%-100s] [%3d%%] [%c]\r", bar,cnt, lable[cnt%4]); //-100左对齐：长度一百   %%：百分号bar[cnt++] = '#';fflush(stdout); // 如果不强制刷新的话屏幕不显示结果Sleep(50); // 毫秒为单位}printf("\n");
}

vison2

对于我们下载应用这个场景，我们的进度条函数应该知道文件的大小，和当前已经下载了多少时实的更新。所以我们考虑对进度条函数加两个参数 1个total 和 1currnt 代表总的大小 和已经下了的大小

 void processbar(double total, double current){char bar[length];int cnt = 0;memset(bar, '\0', sizeof(bar)); double rate = (current*100.0) / total;int loop = (int)rate;while (cnt <= loop){printf("[%-100s] [%.1lf%%] [%c]\r", bar, rate, lable[cnt % 4]); //-100左对齐：长度一百   %%：百分号bar[cnt++] = '#';fflush(stdout); // 如果不强制刷新的话屏幕不显示结果Sleep(50); // 毫秒为单位}printf("\n");}

构造场景

void loaddown() 
{double filesize = 100 * 1024 * 1024 * 1.0; // 100Mdouble bandwidth = 10 * 1024 * 1024 * 1.0; //1M/Sdouble current = 0.0;printf("download begin, current: %lf\n", current);while (current <= filesize) {processbar(filesize, current);current += bandwidth;Sleep(100);}printf("\ndownload completed\n");
}

我们稍微调整一下进度条函数 调整了两个地方
1.把sleep函数关闭了 因为我们每次都是从零打印的有sleep函数这个卡顿就明显了
2.把printf提在循环外面了因为loaddown多次调用进度条函数在循环里面每次重零打印会卡

 void processbar(double total, double current){char bar[length];int cnt = 0;memset(bar, '\0', sizeof(bar)); double rate = (current*100.0) / total;int loop = (int)rate;while (cnt <= loop){//printf("[%-100s] [%.1lf%%] [%c]\r", bar, rate, lable[cnt % 4]); //-100左对齐：长度一百   %%：百分号bar[cnt++] = '#';// Sleep(50); // 毫秒为单位}printf("[%-100s] [%.1lf%%] [%c]\r", bar, rate, lable[cnt % 4]); //-100左对齐：长度一百   %%：百分号fflush(stdout); // 如果不强制刷新的话屏幕不显示结果}

效果

稍微改进一下download函数

♥1：每个文件的大小并不是一样的，我们要根据实际情况传参数。
♥2：我们把进度条函数当作download的回调函数。这样做有什么好处呢?
我们以后修改进度条函数的时候可以不用修改download函数

void loaddown(double filesize,callback_t cb) 
{double current = 0.0;printf("download begin, current: %lf\n", current);while (current <= filesize) {cb(filesize, current);current += bandwidth;Sleep(100);}printf("\ndownload completed\n");
}

最终效果

谢谢观看

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