时间:2022-05-30 08:28:34 | 栏目:C代码 | 点击:次
缘起
最近做遥感影像融合的GWPCA方法,在带宽比较大的时候速度太慢了,需要有个进度条指示一下,然后我去找进度条的库,发现github上面的C/C++的相应的库似乎没有能在VS下跑的,自己花了点时间写了一个。
效果
实现
大概需要考虑这样几个要素
另外进度条的引入不能破坏已有的执行结构,最好和Python的tqdm库类似,通过 start
, update
等函数来完成整个进度条,因此对于C语言来说,需要一个定时器,定期将进度条进行重绘(不可能更新一次就重绘一次),因此整个进度条就包含了两个类,一个是进度条类,一个是定时器类。另外需要考虑线程安全的问题。
// Progress.hpp #pragma once #include <ctime> #include <chrono> #include <iostream> #include <iomanip> #include "Timer.hpp" using namespace std::chrono; class ProgressBar { protected: // 进度条的长度(不包含前后缀) unsigned int ncols; // 已完成的数量 std::atomic<unsigned int> finishedNum; // 上次的已完成数量 unsigned int lastNum; // 总数 unsigned int totalNum; // 进度条长度与百分比之间的系数 double colsRatio; // 开始时间 steady_clock::time_point beginTime; // 上次重绘的时间 steady_clock::time_point lastTime; // 重绘周期 milliseconds interval; Timer timer; public: ProgressBar(unsigned int totalNum, milliseconds interval) : totalNum(totalNum), interval(interval), finishedNum(0), lastNum(0), ncols(80), colsRatio(0.8) {} // 开始 void start(); // 完成 void finish(); // 更新 void update() { return this->update(1); } // 一次更新多个数量 void update(unsigned int num) { this->finishedNum += num; } // 获取进度条长度 unsigned int getCols() { return this->ncols; } // 设置进度条长度 void setCols(unsigned int ncols) { this->ncols = ncols; this->colsRatio = ncols / 100; } // 重绘 void show(); }; void ProgressBar::start() { // 记录开始时间,并初始化定时器 this->beginTime = steady_clock::now(); this->lastTime = this->beginTime; // 定时器用于定时调用重绘函数 this->timer.start(this->interval.count(), std::bind(&ProgressBar::show, this)); } // 重绘函数 void ProgressBar::show() { // 清除上次的绘制内容 std::cout << "\r"; // 记录重绘的时间点 steady_clock::time_point now = steady_clock::now(); // 获取已完成的数量 unsigned int tmpFinished = this->finishedNum.load(); // 获取与开始时间和上次重绘时间的时间间隔 auto timeFromStart = now - this->beginTime; auto timeFromLast = now - this->lastTime; // 这次完成的数量 unsigned int gap = tmpFinished - this->lastNum; // 计算速度 double rate = gap / duration<double>(timeFromLast).count(); // 应显示的百分数 double present = (100.0 * tmpFinished) / this->totalNum; // 打印百分数 std::cout << std::setprecision(1) << std::fixed << present << "%|"; // 计算应该绘制多少=符号 int barWidth = present * this->colsRatio; // 打印已完成和未完成进度条 std::cout << std::setw(barWidth) << std::setfill('=') << "="; std::cout << std::setw(this->ncols - barWidth) << std::setfill(' ') << "|"; // 打印速度 std::cout << std::setprecision(1) << std::fixed << rate << "op/s|"; // 之后的两部分内容分别为打印已过的时间和剩余时间 int timeFromStartCount = duration<double>(timeFromStart).count(); std::time_t tfs = timeFromStartCount; tm tmfs; gmtime_s(&tmfs, &tfs); std::cout << std::put_time(&tmfs, "%X") << "|"; int timeLast; if (rate != 0) { // 剩余时间的估计是用这次的速度和未完成的数量进行估计 timeLast = (this->totalNum - tmpFinished) / rate; } else { timeLast = INT_MAX; } if ((this->totalNum - tmpFinished) == 0) { timeLast = 0; } std::time_t tl = timeLast; tm tml; gmtime_s(&tml, &tl); std::cout << std::put_time(&tml, "%X"); this->lastNum = tmpFinished; this->lastTime = now; } void ProgressBar::finish() { // 停止定时器 this->timer.stop(); std::cout << std::endl; }
// Timer.hpp #pragma once #include <functional> #include <chrono> #include <thread> #include <atomic> #include <memory> #include <mutex> #include <condition_variable> using namespace std::chrono; class Timer { public: Timer() : _expired(true), _try_to_expire(false) {} Timer(const Timer& timer) { _expired = timer._expired.load(); _try_to_expire = timer._try_to_expire.load(); } ~Timer() { stop(); } void start(int interval, std::function<void()> task) { // is started, do not start again if (_expired == false) return; // start async timer, launch thread and wait in that thread _expired = false; std::thread([this, interval, task]() { while (!_try_to_expire) { // sleep every interval and do the task again and again until times up std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(interval)); task(); } { // timer be stopped, update the condition variable expired and wake main thread std::lock_guard<std::mutex> locker(_mutex); _expired = true; _expired_cond.notify_one(); } }).detach(); } void startOnce(int delay, std::function<void()> task) { std::thread([delay, task]() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(delay)); task(); }).detach(); } void stop() { // do not stop again if (_expired) return; if (_try_to_expire) return; // wait until timer _try_to_expire = true; // change this bool value to make timer while loop stop { std::unique_lock<std::mutex> locker(_mutex); _expired_cond.wait(locker, [this] {return _expired == true; }); // reset the timer if (_expired == true) _try_to_expire = false; } } private: std::atomic<bool> _expired; // timer stopped status std::atomic<bool> _try_to_expire; // timer is in stop process std::mutex _mutex; std::condition_variable _expired_cond; };
定时器类是直接copy了一篇 文章
可以增加的功能
读者可以自行调整一下结构,增加一些有意思的小功能,比如说用于表示完成内容的符号可以替换成大家喜欢的符号,或者加个颜色什么的
还有一些复杂的功能,比如说分组进度条等,不过这个由于我没这方面的需求,因此就没研究了,读者可以自行研究