【Linux】理解C/C++中的换行符、缓冲区刷新与进度条实现

原创于 2025-09-24 15:02:26 发布 · 836 阅读

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#linux #c语言 #c++

【Linux】理解C/C++中的换行符、缓冲区刷新与进度条实现

本文通过进度条实现，讲解深入理解C/C++中的换行符、缓冲区刷新策略。

\r 和 \n 的区别

\r 和 \n 的区别源于早期打字机的机械设计：

**\n **表示"换行" - 将纸张向上移动一行
\r 表示"回车" - 将打字头移回行首

在现在，Linux和Windows环境下结果不一样，对于\r也有新的玩法。

现代系统中的表现

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

int main() 
{
    printf("=== \\r 和 \\n 的区别演示 ===\n\n");
    
    // 演示 \n - 正常换行
    printf("使用 \\n 换行:\n");
    printf("第一行\n");
    printf("第二行\n");
    printf("第三行\n\n");
    
    // 演示 \r - 覆盖当前行
    printf("使用 \\r 覆盖:\n");
    printf("这行会被覆盖\r");
    fflush(stdout);
    usleep(500000); // 等待0.5秒
    printf("新内容覆盖了旧内容\n\n");
    
    return 0;
}

不同操作系统的行结束符

操作系统	行结束符
Unix/Linux	`\n`
Windows	`\r\n`

对于这点，在文件书写时候要注意。

代码：

// Unix/Linux 风格
fprintf(fp, "Unix line\n");     
// Windows 风格
fprintf(fp, "Windows line\r\n");

C/C++ 缓冲区刷新策略

缓冲区缓冲策略

C/C++中有三种主要的缓冲策略：

全缓冲：缓冲区满时才刷新，通常用于文件操作
行缓冲：遇到换行符时刷新，通常用于终端输出
无缓冲：立即输出，通常用于错误输出（比如cpp的cerr，c的stderr）

缓冲区刷新方法

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

int main() 
{
    printf("=== 缓冲区刷新策略演示 ===\n\n");
    
    // 1. 使用 fflush() 强制刷新
    printf("这行文字没有换行符");
    fflush(stdout);  // 强制刷新输出缓冲区
    usleep(1000000); // 等待1秒
    printf(" - 现在添加换行\n");
    
    // 2. 使用 \n 触发行缓冲刷新
    printf("这行有换行符，会立即显示\n");
    
    // 3. 使用 stderr (无缓冲)
    fprintf(stderr, "错误信息立即显示 (stderr无缓冲)");
    
    // 4. 程序结束时自动刷新
    printf("程序结束时会自动刷新所有缓冲区");
    // 注意：这里没有换行符，但程序结束时会刷新
    
    return 0;
}

实际应用场景

// 日志系统 - 需要及时刷新
void log_message(const char* message) 
{
    printf("[%s] %s\n", get_timestamp(), message);
    fflush(stdout);  // 确保日志立即写入
}

// 进度显示 - 需要实时更新
void show_progress(int percent) 
{
    printf("\r进度: %d%%", percent);
    fflush(stdout);  // 立即显示，不等待换行
}

简单的倒计时实现

巩固上面的知识

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

int main()
{
    int i = 10;
    while(i >= 0)
    {
        printf("%-2d\r", i); // \n
        fflush(stdout);
        i--;
        sleep(1);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

进度条实现

可以根据文章makefile的使用_code 的makefile怎么用-优快云博客，写一个Makefile文件完成编译，也可以直接gcc，对于vim的相关操作查看文章初识Linux-优快云博客

简单的进度条

代码：

#pragma once
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define FILL '#'
#define LENGTH 101

void Process()
{
    // 旋转光标
    const char* symbol = "|\\-/";
    int s_len = strlen(symbol);
    // 模拟加载
    int speed = 1;
    double total = 0;
    double goal = 1024.0;
    // 进度条主体
    char bar[LENGTH];
    memset(bar, '\0', sizeof(bar));
    
    static int index = 0;

    while(total <= goal)
    {
        index++;
        index %= s_len;
        // 进度比率
        usleep(5000); // 模拟加载
        total += speed;
        double rate = total / goal * 100;
        // 填充符号
        int sym_size = (int)rate;
        for(int i = 0; i < sym_size; i++)
        {
            bar[i] = FILL; 
        }
        // 打印，记得带上\r
        printf("[%-100s][%lf%%][%c]\r", bar, rate, symbol[index]);
        fflush(stdout); // 刷新缓冲区
        if(rate >= (double)100)
        {
            printf("[%-100s][%lf%%][%c]\n", bar, rate, symbol[index]);
            break;
        }
    }
}

运行结果

请添加图片描述

优雅的进度条

上文的进度条只能说是，展现出进度条的样子，但是并不算是合格的进度条，我们可以写的更优雅一点

代码：

// 这里我们实现了一个==================>效果的进度条
void basic_progress_bar(int total, int current) 
{
    int bar_width = 50;
    int pos = (current * bar_width) / total;
    
    printf("\r进度: [");
    for (int i = 0; i < bar_width; i++) 
    {
        if (i < pos) printf("=");
        else if (i == pos) printf(">");
        else printf(" ");
    }
    printf("] %d%%", (current * 100) / total);
    fflush(stdout);
}
int main() 
{
    for (int i = 0; i <= 100; i++) 
    {
        basic_progress_bar(100, i);
        usleep(50000); // 模拟工作
    }
    printf("\n完成！\n");
    
    return 0;
}

当然，你也可以加一些其他的小功能：比如根据速度预估剩余下载时间、打印上下载速度的单位，让看起来更舒服等等。

这是一个较为完整的模拟文件下载的代码：

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

// 模拟文件下载进度回调
typedef struct {
    FILE* file;
    long total_size;
    long downloaded;
    char* filename;
} DownloadContext;

int progress_callback(void* clientp, double dltotal, double dlnow, 
                     double ultotal __attribute__((unused)), double ulnow __attribute__((unused))) {
    DownloadContext* ctx = (DownloadContext*)clientp;
    
    if (dltotal > 0) {
        int percent = (int)((dlnow / dltotal) * 100);
        printf("\r下载进度: %d%% (%.2f/%.2f MB) - %s", 
               percent, dlnow/1024/1024, dltotal/1024/1024, ctx->filename);
        fflush(stdout);
    }
    return 0;
}

// 模拟文件写入
size_t write_callback(void* contents, size_t size, size_t nmemb, void* userp) {
    FILE* file = (FILE*)userp;
    
    size_t written = fwrite(contents, size, nmemb, file);
    return written;
}

void simulate_download(const char* filename, long total_size) {
    FILE* file = fopen(filename, "wb");
    if (!file) {
        printf("无法创建文件: %s\n", filename);
        return;
    }
    
    DownloadContext ctx = {file, total_size, 0, (char*)filename};
    
    // 模拟下载过程
    for (long i = 0; i <= total_size; i += 1024) {
        // 模拟写入数据
        char buffer[1024];
        memset(buffer, 'A' + (i % 26), sizeof(buffer));
        fwrite(buffer, 1, sizeof(buffer), file);
        
        // 更新进度
        progress_callback(&ctx, total_size, i, 0, 0);
        usleep(10000); // 模拟网络延迟
    }
    
    fclose(file);
    printf("\n下载完成: %s\n", filename);
}

int main() 
{
    printf("=== 文件下载进度条演示 ===\n");
    
    // 模拟下载几个不同大小的文件
    simulate_download("small_file.txt", 1024 * 100);      // 100KB
    usleep(500000);
    simulate_download("medium_file.txt", 1024 * 1024);    // 1MB
    
    printf("\n所有文件下载完成！\n");
    
    return 0;
}