如何利用ChatGPT快速实现一个控制台进度条小工具？
本篇讲解如何利用 chatgpt 快速实现一个控制台进度条小工具，相比单纯介绍某些特性，此种方式涉及知识的综合运用，也顺便谈谈如何结合 ai 进行编程。
问题描述
控制台程序执行一些耗时任务时，需要向用户显示当前任务执行的进度，以提供清晰的感知。比如一个下载程序，通过进度条便能告知用户当前的下载进度。
进度条可以单独显示，也可以在程序输出的最下方显示，下图是一个示例。
这是一种单控制条需求，执行任务，显示进度，输出流依旧是从上至下依序进行，适合单线程的场景。
多控制条显示的效果如下图，实现要更加复杂一些，本文暂时不会涉及该部分。
初步分析
控制台上显示的这种符号，称为 ascii art，就是以字符构建的某种图案，不借助图片，也能够有一个生动的展示效果，比如下图这种。
因此控制台进度条也称为 ascii progress bar，通过字符图案来模拟进度条的显示，通常分为已完成部分及未完成部分，使用两个字符，动态改变字符数量，便能够模拟出一个进度条。
模拟方式既定，下一问题在于进度条刷新。如果每更新一次进度，便输出一个字符图案，那么屏幕上将满是进度条，需要针对一条进度条，不断刷新其数据，而非每次都输出一条新的。具体实现时，便需要寻找定位进度条的方法，每次清除当前数据，重新打印新的数据，视觉上显示的是连续动画。
刷新思路亦成，接着的问题在于如何在进度条之上插入其他输出。进度条始终显示在用户输出下方，因此每次用户输出时，可以立即定位到进度条，定位之后清除当前进度条，输出用户内容，再重新打印进度条，便能够达到这一效果。
细枝末节，便需依赖具体的实现手法。
借助 chatgpt 快速构建基本代码
需求明确，思路既定，接着便要着手设计库的结构和细节，实现细节这部分代码无需从零编写，可以借助 ai 快速生成。
我们所需做的，就是详细描述需求，以及预想的思路，让 chatgpt 生成代码，验证是否符合需求，若不符合，纠正错误，让它再次生成，不断重复这个过程，直到基本满足期待的效果。如果一开始的效果就完全牛头不对马嘴，那也可以让它基于 python 生成，等到效果尚可，再让它把代码转换成 c++ 代码。
经过多次调教，最终生成的代码如下：
1#include 2#include 3#include 4 5void print_progress_bar(int iteration, int total, int bar_length = 50) { 6 float progress = static_cast(iteration) / total; 7 int arrow_length = static_cast(bar_length * progress); 8 int spaces = bar_length - arrow_length; 910 std::cout << progress: [;11 for (int i = 0; i < arrow_length; ++i) {12 std::cout << -;13 }14 for (int i = 0; i < spaces; ++i) {15 std::cout << ;16 }17 std::cout << ] << progress * 100 << % << std::flush;18}1920int main() {21 int total_iterations = 100;22 for (int i = 0; i <= total_iterations; ++i) {23 // 输出其他内容24 std::cout << �33[2ksome other output << i << std::endl;2526 // 更新并输出进度条27 print_progress_bar(i, total_iterations);28 std::cout << std::flush;2930 // 模拟任务执行时间31 std::sleep_for(std::milliseconds(100));32 }3334 // 输出一个换行来防止进度条下一行被覆盖35 std::cout < void {15 m_bar_length = len;16 }1718 auto bar_length() const -> int {19 return m_bar_length;20 }2122 // ...2324private:25 int m_bar_length; // 控制条长度26 int m_data_length; // 数据长度27 char m_done_char; // 已完成字符28 char m_undone_char; // 未完成字符29 char m_opening_bracket; // 开括号30 char m_closing_bracket; // 闭括号31 std::ostream& m_os; // 输出流32 std::string m_desc; // 控制条描述信息33};
其次，将「清除并回到行首」和「输出控制条」这两部分抽离出来，它们一个在用户内容之前输出，一个在之后输出，于是增加一个 before() 和 after() 接口来表示。
1auto progress_bar::before() const -> void { 2 m_os < void { 6 auto progress = static_cast(cur) / m_data_length; 7 auto finished_length = static_cast(progress * m_bar_length); 8 9 m_os << m_desc << : << m_opening_bracket;10 for (int i = 0; i < finished_length; ++i) {11 m_os << m_done_char;12 }13 for (int i = 0; i < m_bar_length - finished_length; ++i) {14 m_os << m_undone_char;15 }16 m_os << m_closing_bracket << progress * 100 << % < void { 2 this->before(); 3 this->after(cur); 4} 5 6auto progress_bar::update(int cur, std::invocable auto fn) const -> void { 7 this->before(); 8 std::invoke(fn, cur); 9 this->after(cur);10}
提供两个重载版本，以应对无用户输出时的变化性。
现在，便可以这样使用：
1int main() { 2 int total = 50; 3 cpb::progress_bar progress(total); 4 for (auto i : std::iota(0, total)) { 5 // update the progress bar 6 progress.update(i + 1, [](int v) { 7 std::cout << some other output << v < void {2 auto progress = static_cast(cur) / m_data_length;3 auto finished_length = static_cast(progress * m_bar_length);45 auto progress_info = std::format(progress: [{3:>3}%] [{0:#^{1}}{0:.^{2}}], , finish_length, bar_length - finish_length, static_cast(progress * 100));6 m_os << progress_info << std::flush;7}
通过优化，核心代码只剩下一行，这就是 fmt 库的强大所在。
但是，格式化时没有动态指定填充字符，这是因为 fmt 暂时不支持这种代码：
1 // =====2 std::cout << std::format({:=^{}}, , 5); // ok3 std::cout < void {2 auto progress = static_cast(cur) / m_data_length;3 auto finished_length = static_cast(progress * m_bar_length);45 auto progress_info = std::format({}: [{:>3}%] {}{}{}{}, m_desc, static_cast(progress * 100), m_opening_bracket, fill{m_done_char, finished_length}, fill{m_undone_char, m_bar_length - finished_length}, m_closing_bracket);6 m_os << progress_info < void {2 aopcxx::make_aspect(this, cur);3}45auto update(int cur, std::invocable auto fn) const -> void {6 aopcxx::make_aspect(this, fn, cur);7}
原理几年前便已讲过，扩展的源码可以自行去看。
示例
至此，三两下库已成型，可以这样使用：
1int main() { 2 int total = 50; 3 cpb::progress_bar progress(total); 4 for (auto i : std::iota(0, total)) { 5 // update the progress bar 6 progress.update(i + 1, [](int v) { 7 std::cout << some other output << v << ''; 8 }); 9 std::sleep_for(std::milliseconds(100));10 }1112 std::cout << ;13 progress.done_char('x');14 progress.undone_char('-');15 for (auto b : std::iota(0, total)) {16 progress.update(b + 1);17 std::sleep_for(std::milliseconds(100));18 }19}
如果想亲自测试一下代码或查看源码，可以通过以下指令：
1git clone https://github.com/lkimuk/cpp-progress-bar.git2mkdir build && cd build3cmake ..4make5./test
总结
思路想法确定，借助 chatgpt 快速生成代码雏形，能够加快开发速度，让你避开细枝末节，快速让目标运行起来。
在此基础上，自己只需专注代码优化，将精力放在核心功能上。
尽管后期可能会替换掉 ai 生成的所有实现，但也要事半功倍。先快速让程序跑起来，再去优化局部细节，比完全从局部细节构建起整体结构，要高效得多。
大家可以尝试使用起来。
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这是一种单控制条需求，执行任务，显示进度，输出流依旧是从上至下依序进行，适合单线程的场景。
多控制条显示的效果如下图，实现要更加复杂一些，本文暂时不会涉及该部分。
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控制台上显示的这种符号，称为 ascii art，就是以字符构建的某种图案，不借助图片，也能够有一个生动的展示效果，比如下图这种。
因此控制台进度条也称为 ascii progress bar，通过字符图案来模拟进度条的显示，通常分为已完成部分及未完成部分，使用两个字符，动态改变字符数量，便能够模拟出一个进度条。
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刷新思路亦成，接着的问题在于如何在进度条之上插入其他输出。进度条始终显示在用户输出下方，因此每次用户输出时，可以立即定位到进度条，定位之后清除当前进度条，输出用户内容，再重新打印进度条，便能够达到这一效果。
细枝末节，便需依赖具体的实现手法。
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需求明确，思路既定，接着便要着手设计库的结构和细节，实现细节这部分代码无需从零编写，可以借助 ai 快速生成。
我们所需做的，就是详细描述需求，以及预想的思路，让 chatgpt 生成代码，验证是否符合需求，若不符合，纠正错误，让它再次生成，不断重复这个过程，直到基本满足期待的效果。如果一开始的效果就完全牛头不对马嘴，那也可以让它基于 python 生成，等到效果尚可，再让它把代码转换成 c++ 代码。
经过多次调教，最终生成的代码如下：
1#include 2#include 3#include 4 5void print_progress_bar(int iteration, int total, int bar_length = 50) { 6 float progress = static_cast(iteration) / total; 7 int arrow_length = static_cast(bar_length * progress); 8 int spaces = bar_length - arrow_length; 910 std::cout << progress: [;11 for (int i = 0; i < arrow_length; ++i) {12 std::cout << -;13 }14 for (int i = 0; i < spaces; ++i) {15 std::cout << ;16 }17 std::cout << ] << progress * 100 << % << std::flush;18}1920int main() {21 int total_iterations = 100;22 for (int i = 0; i <= total_iterations; ++i) {23 // 输出其他内容24 std::cout << �33[2ksome other output << i << std::endl;2526 // 更新并输出进度条27 print_progress_bar(i, total_iterations);28 std::cout << std::flush;2930 // 模拟任务执行时间31 std::sleep_for(std::milliseconds(100));32 }3334 // 输出一个换行来防止进度条下一行被覆盖35 std::cout < void {15 m_bar_length = len;16 }1718 auto bar_length() const -> int {19 return m_bar_length;20 }2122 // ...2324private:25 int m_bar_length; // 控制条长度26 int m_data_length; // 数据长度27 char m_done_char; // 已完成字符28 char m_undone_char; // 未完成字符29 char m_opening_bracket; // 开括号30 char m_closing_bracket; // 闭括号31 std::ostream& m_os; // 输出流32 std::string m_desc; // 控制条描述信息33};
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但是，格式化时没有动态指定填充字符，这是因为 fmt 暂时不支持这种代码：
1 // =====2 std::cout << std::format({:=^{}}, , 5); // ok3 std::cout < void {2 auto progress = static_cast(cur) / m_data_length;3 auto finished_length = static_cast(progress * m_bar_length);45 auto progress_info = std::format({}: [{:>3}%] {}{}{}{}, m_desc, static_cast(progress * 100), m_opening_bracket, fill{m_done_char, finished_length}, fill{m_undone_char, m_bar_length - finished_length}, m_closing_bracket);6 m_os << progress_info < void {2 aopcxx::make_aspect(this, cur);3}45auto update(int cur, std::invocable auto fn) const -> void {6 aopcxx::make_aspect(this, fn, cur);7}
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