深度解析如何在Linux中创建自己的第一个系统程序

深度解析如何在Linux中创建自己的第一个系统程序

\r&&\n

在我们的编译器里面我们只想 进行回车的话，那么我们就是\r

我们之前在vs2022里面的\n是回车且换行

但是今天我们的这里的\n和在这个不是一个概念

其实回车换行其实是两个动作的

行缓冲区

我们第一个进行编译的时候我们加上\n，然后sleep两秒

我们编译运行可以发现我们的打印内容先出来然后进行等待两秒

但是我们将这个\n去掉的话，我们发现编译的时候是等到了两秒，这个打印的内容才出来的

我们带\n的话就是数据立即显示

那么我们如果不带\n的话我们先执行printf还是sleep呢？

我们c语言一定是从上到下进行执行的

那么我们这里也是先执行printf也是执行sleep的

那么我们打印的数据怎么没看见呢？

那么我们这时候的数据肯定是存在缓冲区里面的

等休眠时间结束了，我们就将我们打印的显示出来

只要有缓冲区的话

那么一定存在这个刷新策略

显示器的刷新策略：行刷新！

所以如果包含\n的话立即打印到显示器上

如果不包含的话改字符串不做刷新，要么程序要么结束自动刷新，要么我们进行强制刷新的操作

如果我们想让不带\n的消息进行刷新的话怎么办呢？

我们可以使用命令fflush

这个命令可以直接进行强制刷新的操作

我们在代码中添加这个代码就能立即进行刷新的操作

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#include <stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
   
  4 int main()
  5 {
  6   printf("hello kaikai");
  7   fflush(stdout);//利用这个文件流将我们的字符串立即进行刷新的操作       
  8   sleep(2);                                                       
  9   return 0;                                                       
 10 }     

然后我们运行程序我们可以发现字符串立即被打印出来了

我们现在对进行编辑

我们想让结果在一行进行显示的操作

但是我们最后呈现出来的是很多行

那么怎么样让我们的光标在写完之后重新回到那一行呢？

我们可以将原来的\n换成我们的\r就行了

\r的作用是在输出完毕之后光标能够回到最开始的位置

但是我们又发现这个什么都不打印

因为我们这里后面不是\n了，不会进行刷新操作的，我们打印的结果都是显示在缓冲区里面的

那么我们就进行主动刷新的操作

我们在代码的后面加上fflush(stdout);就行了

输出后我们立即进行刷新，将我们的数字显示出来

但是我们发现我们的数字一打印完就会消失了，光标一直回到开头

最后被命令行覆盖了

我们可以在代码的最后加上这个\n进行换行的操作

那么这里我们就完成了一个倒计时的装置了

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#include <stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
   
  4 int main()
  5 {
  6   int cnt=9;
  7   while(cnt>=0)
  8   {
  9     printf("%d\r",cnt);
 10     fflush(stdout);//利用这个文件流将我们的字符串立即进行刷新的操作
 11     cnt--;
 12     sleep(1);
 1   }
 14   printf("\n");                                                         
 15 //  printf("hello kaikai");
 16 //  fflush(stdout);//利用这个文件流将我们的字符串立即进行刷新的操作
 17 //  sleep(2);
 18   return 0;
 19 }
~     

最终效果就是到了0我们就直接进行了换行的操作了

但是我们又发现我们将这个cnt初始化为10的话我们最后打印的就是这样的

会在后面带上一个0，这是为什么呢？

其实显示器只认字符的

我们在打印的其实是以字符为单位进行打印的操作

我们第一个答应的是1和0两个字符

那么第二次的时候我们的光标回到第一个字符了

然后我们打印9

但是我们之前的字符0没有删除

所以显示的就是90

80

70

60

等等

那么我们怎么进行修改操作呢？

我们可以在我们的格式化那里进行修改的操作的

我们改变成%2d就行了

但是我们发现我们的这个空格打印的时候在左侧的，我们想让不足2位的空格在右边

那么我们怎么办？

我们是可以使用%-2d进行调整

因为我们格式化的时候，，不足位置的时候默认是右对齐的

那么我们加上-号就可以变成左对齐了

那么到这里我们就实现成功了

进度条实现

我们的Linux中的进度条通常是这样的

随着进步不断增加，我们括号中的#就会增加，右边的数字也是显示的进度

然后右边的斜杠就是我们的光标移动

我们这里声明在.件中，实现在.c文件中，然后我们在中进行编译操作

我们将我们的Makefile文件拷贝到当前的目录中

使用命令cp ../Makefile .将上级目录中的Makefile文件拷贝到当前的文件中

那么这样我们就成功了

我们只需要将这个Makefile里面的BI就是生成的可执行文件的名称进行改变下就行了，其他的不需要进行变化

我们然后进行正常的编译操作，输入命令make

我们在这里面引用了usleep的概念

下面的具体的使用方法

usleep 是一个 C 语言中的函数，定义在 <unistd.h> 头文件中，用于让程序暂停执行一段时间（微秒级别）。它的作用是引入延时，通常在需要控制程序执行速度或等待某些事件的场景下使用。

---

函数原型：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

int usleep(useconds_t usec);

• 参数：
  • usec：延时的时间，以微秒（microseconds）为单位。1 秒 = 1,000,000 微秒。
• 返回值：
  • 成功时返回 0。
  • 如果出错（例如传入了非法参数），则返回 -1 并设置 errno。

---

使用场景：

1. 控制程序的执行速度：

• 在循环中延时一定时间，避免程序执行得过快。
• 常用于动画、进度条、实时更新等。

1. 等待硬件或外部事件：

• 等待特定硬件响应，比如 GPIO 信号稳定。

1. 减少 CPU 占用率：

• 在多线程程序中，为线程设置短暂的休眠以释放 CPU 资源。

---

示例：

以下是一个简单的例子，展示如何使用 usleep 实现动态进度条：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#include <stdio.h>
#include <unistd.h> // 包含 usleep 函数

int main() {
    printf("Loading...\n");
    for (int i = 0; i <= 100; i++) {
        printf("\rProgress: %d%%", i); // 使用 \r 覆盖上一行
        fflush(stdout);               // 刷新输出缓冲区
        usleep(50000);                // 延时 50,000 微秒（50 毫秒）
    }
    printf("\nDone!\n");
    return 0;
}

运行效果： 程序每 50 毫秒更新一次，显示动态的进度条效果。

---

注意事项：

1. 跨平台兼容性：

• usleep 是 POSIX 标准的一部分，因此在 Windows 平台上可能无法使用。如果需要跨平台的延时功能，可以使用其他方法，比如：
  • Sleep 函数（Windows 特有，单位为毫秒）。
  • nanosleep（更精确的 POSIX 延时函数）。
  • std::this_thread::sleep_for（C++11 标准库，适用于跨平台）。

1. 延时的精度：

• usleep 的精度依赖于操作系统调度器。在某些情况下，实际延时可能比指定时间更长，尤其是在多任务系统中。

1. 不推荐使用（现代 POSIX）：

• 在 POSIX.1-2008 标准中，usleep 已被标记为不推荐使用（deprecated），建议使用更精确的 nanosleep 或 clock_nanosleep。

---

替代方法（使用 nanosleep）：

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
    struct timespec ts;
    _sec = 0;         // 秒
    _nsec = 50000000; // 纳秒（50 毫秒）

    printf("Loading...\n");
    for (int i = 0; i <= 100; i++) {
        printf("\rProgress: %d%%", i);
        fflush(stdout);
        nanosleep(&ts, ULL); // 延时 50 毫秒
    }
    printf("\nDone!\n");
    return 0;
}

这提供了更高的精度和可靠性。

那么到这里我们就能通过下面的代码进行进度的显示了

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

 #include"process.h"
  2 #include<string.h>
   #include<unistd.h>
  4 #define SIZE 101 
  5 #define STYLE '#'
  6 void process()
  7 {
  8   //v1版本展示进度条的基本功能
  9   int rate=0;
 10   //定义一个缓冲区
 11   char buffer[SIZE];
 12   memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
 1   while(rate<=100)
 14   {             
 15     printf("[%s]\r",buffer);//每次从我们的当前行开始输出
 16     fflush(stdout);//将我们缓冲区的消息进行刷新操作
 17     buffer[rate]=STYLE;
 18     rate++;                                  
 19     usleep(50000);
 20   }
 21   printf("\n");//让我们左侧的命令行新起一行                             
 22 }                                             
~     

但是我们这个进度条的右侧的中扩号不是固定的，而是随着#的增加而往右边进行移动的

所以我们必须预留出足够大的空间来进行#的填充操作

所以这个右括号不应该随着进度条的移动而移动

我们将代码改成这样子，将位置预留出来，然后加上-号向左对齐就行了

那么最后我们代码就完成了

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

 1 #include"process.h"
  2 #include<string.h>
   #include<unistd.h>
  4 #define SIZE 101 
  5 #define STYLE '#'
  6 void process()
  7 {
  8   //v1版本展示进度条的基本功能
  9   int rate=0;
 10   //定义一个缓冲区
 11   char buffer[SIZE];
 12   memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
 1   ct char*lable="|/-\\";                                                                                                                                                                   
 14   int len =strlen(lable);
 15 
 16   while(rate<=100)
 17   {
 18     printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",buffer,rate,lable[rate%len]);//每次从我们的当前行开始输出,rate%len就是最后显示的下标只可能是 0 1 2 这四个数，可以使我们的四个字符一直进行变化的操作
 19     fflush(stdout);//将我们缓冲区的消息进行刷新操作
 20     buffer[rate]=STYLE;
 21     rate++;
 22     usleep(50000);                                                                          
 2   }                                                 
 24   printf("\n");//让我们左侧的命令行新起一行  
 25 }                  
~

但是这个进度条我们没办法直接进行使用的操作

我们正常的进度条是随着这个下载的量而使这个进度条进行增加

而不是一次性将这个进度条打完

我们这个进度条应该是随着我们的下载的数据量进行推进的

最后的代码就是这样的

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#include"process.h"
    2 #include<unistd.h>
     #include<time.h>
    4 #include<stdlib.h>
    5 //定义一个函数指针类型
    6 typedef void (*call_t)(ct char*,double,double);//定义了一个函数指针      的类型
    7 
    8 double total=1024.0;//一共要下载的总量
    9 //double speed=1.0;//定义一个网速
   10 double speed[]={1.0,0.5,1.2,0.01,0.02};//定义一个网速清单
   11 
   12 //下载
   1 //回调函数
   14 void download(int total,call_t cb)
   15 {
   16   srand(time(ULL));
   17   double current=0.0;
   18   while(current<=total)
   19   {
   20     //更新进度
   21     cb("下载",total,current);//进行回调
   22     if(current>=total) break;
   2     //下载代码
   24     int random=rand()%5;
   25     usleep(50000);
   26 
   27     current+=speed[random];
   28     if(current>=total)                                                
   29     {
   0       current=total;
   1     }
   2   }//加上随机数进行动态的调整操作
 }
   4 void uploadload(int total,call_t cb)
   5 {
   6   srand(time(ULL));
   7   double current=0.0;
   8   while(current<=total)
   9   {                                                                   
   40     //更新进度
   41     cb("上传中",total,current);//进行回调
   42     if(current>=total) break;
   4     //下载代码
   44     int random=rand()%5;
   45     usleep(50000);
   46 
   47     current+=speed[random];
   48     if(current>=total)
   49     {
   50       current=total;
   51     }
   52   }//加上随机数进行动态的调整操作
   5 }
   54 int main()
E> 55 {
   56   download(1024.0,FlushProcess);
   57   printf("download 1024.0MB done\n");
   58   download(512.0,FlushProcess);
   59   printf("download 512.0MB done\n");
   60   download(4.0,FlushProcess);
   61   printf("download 4.0MB done\n");
   62   //process();
   6   download(64.0,FlushProcess);
   64   printf("download 64.0MB done\n");
   65   return 0;
   66  }

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#include"process.h"
  2 #include<string.h>
   #include<unistd.h>
  4 #define SIZE 101 
  5 #define STYLE '#'
  6 //v2:根据进度进行动态刷新一次我们的进度条
  7 void FlushProcess(ct char*tips,double total,double current)
  8 {  9   ct char*lable="|/-\\";
 10   int len=strlen(lable);
 11   static int index=0;//只要我们调用这整个函数的话，那么我们这个光标就能>    进行转动的操作了
 12   char buffer[SIZE]; 1   memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
 14                                     
 15   //int num =(int)(current*100/total);//只要满足到了1个#的话那么我们就进    行数据的刷新
 16   double rate = current*100.0/total;
 17   int num=(int)rate;//我们的num直接通过我们的比率进行获得
 18   int i=0;          
 19   for(;i<num;i++)
 20   {
 21     buffer[i]=STYLE; 22   }                       
 2                                    
 24   printf("%s...[%-100s][%.1lf%%][%c]\r",tips,buffer,rate,lable[index++])    ;//100s就是预留出100个位置
 25   fflush(stdout);//强制进行刷新操作
 26   index%=len;//保证我们的index不会发现越界的现象                        
 27   if(num==100)
 28   {
 29     printf("\n"); 0   }     
 1 }
//即使我们的进度条不进行更新操作，我们依旧在进行下载的进度中，光标是一直    在旋转的
                                                                          
 4 
 5 void process()
 6 {
 7   //v1版本展示进度条的基本功能
 8   int rate=0;
 9   //定义一个缓冲区
 40   char buffer[SIZE];
 41   memset(buffer,0,sizeof(buffer));//将我们的buffer初始化为0
 42   ct char*lable="|/-\\";
 4   int len =strlen(lable);
 44   
 45   while(rate<=100)
 46   {
 47     printf("[%-100s][%d%%][%c]\r",buffer,rate,lable[rate%len]);//每次从>    我们的当前行开始输出,rate%len就是最后显示的下标只可能是 0 1 2 这四个数>    ，可以使我们的四个字符一直进行变化的操作
 48     fflush(stdout);//将我们缓冲区的消息进行刷新操作
 49     buffer[rate]=STYLE;
 50     rate++;
 51     usleep(50000);
 52   }
 5   printf("\n");//让我们左侧的命令行新起一行
 54 }

process.h

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制

#pragma once  
  2 #include<stdio.h>
   //v1版本
  4 void process();
  5 
  6 //v2版本
  7 //根据当前的量以及总量进行当前进度条的刷新操作
  8 void FlushProcess(ct char*tips,double total,double current); 

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2025-01-17，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除前往查看程序函数系统字符串linux