Программирование Cи / Богатырев_Язык Си в системе Unix

void main(){

do{ printf(": "); fflush(stdout); if( !gets(input)) break;

if(!*input){ printVars(); continue; }

if(eq(input, "!!")) ; /* ничего не делать, т.е. повторить */ else{ if(head) freelex(&head); lex(&head, &tail, input); } printf("Result: %d\n", expr(head));

} while(1); putchar('\n');

}

7.69. Напишите программу, выделяющую n-ое поле из каждой строки файла. Поля разделяются двоеточиями. Предусмотрите задание символа-разделителя из аргументов программы. Используйте эту программу для выделения поля "домашний каталог" из файла /etc/passwd. Для выделения очередного поля можно использовать следующую процедуру:

main(){

char c, *next, *strchr(); int nfield;

char *s = "11111:222222222:333333:444444";

for(nfield=0;;nfield++){

}

}

7.70. Разработайте архитектуру и систему команд учебной машины и напишите интерпретатор учебного ассемблера, отрабатывающего по крайней мере такие команды:

7.71. Напишите программу, преобразующую определения функций Си в "старом" стиле в "новый" стиль стандарта ANSI ("прототипы" функций).

f(x, y, s, v) int x; char *s;

struct elem *v; { ... }

преобразуется в

int f(int x, int y, char *s, struct elem *v) { ... }

(обратите внимание, что переменная y и сама функция f описаны по умолчанию как int). Еще пример:

Вданной задаче вам возможно придется использовать программу lex.

Всписке аргументов прототипа должны быть явно указаны типы всех аргументов - описатель int нельзя опускать. Так

Собственно под "прототипом" понимают предварительное описание функции в новом стиле - где вместо тела {...} сразу после заголовка стоит точка с запятой.

В прототипе имена аргументов можно опускать:

Это предварительное описание помещают где-нибудь в начале программы, до первого вызова функции. В современном Си прототипы заменяют описания вида

extern long f();

о которых мы говорили раньше. Прототипы предоставляют программисту механизм для автоматического контроля формата вызова функции. Так, если функция имеет прототип

double f( double );

и вызывается как

double x = f( 12 );

то компилятор автоматически превратит это в

double x = f( (double) 12 );

(поскольку существует приведение типа от int к double); если же написано

f( "привет" );

то компилятор сообщит об ошибке (так как нет преобразования типа (char *) в double).

Прототип принуждает компилятор проверять:

a)соответствие ТИПОВ фактических параметров (при вызове) типам формальных параметров (в прототипе);

b)соответствие КОЛИЧЕСТВА фактических и формальных параметров;

c)тип возвращаемого функцией значения.

Прототипы обычно помещают в include-файлы. Так в ANSI стандарте Си предусмотрен файл, подключаемый

#include <stdlib.h>

в котором определены прототипы функций из стандартной библиотеки языка Си. Черезвычайно полезно писать эту директиву include, чтобы компилятор проверял, верно ли вы вызываете стандартные функции.

Заметим, что если вы определили прототипы каких-то функций, но в своей программе используете не все из этих функций, то функции, соответствующие "лишним" прототипам, НЕ будут добавляться к вашей программе из библиотеки. Т.е. прототипы - это указание компилятору; ни в какие машинные команды они не транслируются. То же самое касается описаний внешних переменных и функций в виде

extern int x; extern char *func();

Если вы не используете переменную или функцию с таким именем, то эти строки не имеют никакого эффекта (как бы вообще отсутствуют).

7.72. Обратная задача: напишите преобразователь из нового стиля в старый.

int f( int x, char *y ){ ... }

переводить в

int f( x, y ) int x; char *y; { ... }

7.73. Довольно легко использовать прототипы таким образом, что они потеряют всякий смысл. Для этого надо написать программу, состоящую из нескольких файлов, и в каждом файле использовать свои прототипы для одной и той же функции. Так бывает, когда вы поменяли функцию и прототип в одном файле, быть может во втором, но забыли сделать это в остальных.

А. Богатырёв, 1992-96 - 297 - Си в UNIX™

--------

файл a.c

--------

void g(void); void h(void);

int x = 0, y = 13;

void f(int arg){ printf("f(%d)\n", arg); x = arg;

x++;

}

int main(int ac, char *av[]){ h();

f(1);

g();

printf("x=%d y=%d\n", x, y); return 0;

}

--------

файл b.c

--------

extern int x, y;

int f(int);

void g(){

y = f(5);

}

--------

файл c.c

--------

void f();

void h(){ f();

}

Выдача программы:

abs@wizard$ cc a.c b.c c.c -o aaa a.c:

b.c:

c.c: abs@wizard$ aaa f(-277792360) f(1)

f(5) x=6 y=5

abs@wizard$

Обратите внимание, что во всех трех файлах f() имеет разные прототипы! Поэтому программа печатает нечто, что довольно-таки бессмысленно!

Решение таково: стараться вынести прототипы в include-файл, чтобы все файлы программы включали одни и те же прототипы. Стараться, чтобы этот include-файл включался также в файл с самим определением функции. В таком случае изменение только заголовка функции или только прототипа вызовет ругань компилятора о несоответствии. Вот как должен выглядеть наш проект:

А. Богатырёв, 1992-96 - 298 - Си в UNIX™

-------------

файл header.h

-------------

extern int x, y; void f(int arg);

int main(int ac, char *av[]); void g(void);

void h(void);

--------

файл a.c

--------

#include "header.h" int x = 0, y = 13;

void f(int arg){ printf("f(%d)\n", arg); x = arg;

x++;

}

int main(int ac, char *av[]){ h();

f(1);

g();

printf("x=%d y=%d\n", x, y); return 0;

}

--------

файл b.c

--------

#include "header.h"

void g(){

y = f(5);

}

--------

файл c.c

--------

#include "header.h"

void h(){ f();

}

Попытка компиляции:

abs@wizard$ cc a.c b.c c.c -o aaa a.c:

b.c:

"b.c", line 4: operand cannot have void type: op "=" "b.c", line 4: assignment type mismatch:

int "=" void cc: acomp failed for b.c c.c:

"c.c", line 4: prototype mismatch: 0 args passed, 1 expected cc: acomp failed for c.c

8. Экранные библиотеки и работа с видеопамятью.

Терминал в UNIX с точки зрения программ - это файл. Он представляет собой два устройства: при записи write() в этот файл осуществляется вывод на экран; при чтении read()-ом из этого файла - читается информация с клавиатуры.

Современные терминалы в определенном смысле являются устройствами прямого доступа:

•информация может быть выведена в любое место экрана, а не только последовательно строка за строкой.

•некоторые терминалы позволяют прочесть содержимое произвольной области экрана в вашу программу.

Традиционные терминалы являются самостоятельными устройствами, общающимися с компьютером через линию связи. Протокол† общения образует систему команд терминала и может быть различен для терминалов разных моделей. Поэтому библиотека работы с традиционным терминалом должна решать следующие проблемы:

•настройка на систему команд данного устройства, чтобы одна и та же программа работала на разных типах терминалов.

•эмуляция недостающих в системе команд; максимальное использование предоставленных терминалом возможностей.

•мимнимизация передачи данных через линию связи (для ускорения работы).

•было бы полезно, чтобы библиотека предоставляла пользователю некоторые логические абстракции, вроде ОКОН - прямоугольных областей на экране, ведущих себя подобно маленьким терминалам.

ВUNIX эти задачи решает стандартная библиотека curses (а только первую задачу - более простая

библиотека termcap). Для настройки на систему команд конкретного дисплея эти библиотеки считывают описание системы команд, хранящееся в файле /etc/termcap. Кроме них бывают и другие экранные библиотеки, а также существуют иные способы работы с экраном (через видеопамять, см. ниже).

Взадачах данного раздела вам придется пользоваться библиотекой curses. При компиляции программ эта библиотека подключается при помощи указания ключа -lcurses, как в следующем примере:

ccprogr.c -Ox -o progr -lcurses -lm

Здесь подключаются две библиотеки: /usr/lib/libcurses.a (работа с экраном) и /usr/lib/libm.a (математические функции, вроде sin, fabs). Ключи для подключения библиотек должны быть записаны в команде САМЫМИ ПОСЛЕДНИМИ. Заметим, что стандартная библиотека языка Си (содержащая системные вызовы, библиотеку stdio (функции printf, scanf, fread, fseek, ...), разные часто употребляемые функции (strlen, strcat, sleep, malloc, rand, ...)) /lib/libc.a подключается автоматически и не требует указания ключа -lc.

В начале своей программы вы должны написать директиву

#include <curses.h>

подключающую файл /usr/include/curses.h, в котором описаны форматы данных, используемых библиотекой curses, некоторые предопределенные константы и.т.п. (это надо, чтобы ваша программа пользовалась именно этими стандартными соглашениями). Посмотрите в этот файл!

Когда вы пользуетесь curses-ом, вы НЕ должны пользоваться функциями стандартной библиотеки stdio для непосредственного вывода на экран; так вы не должны пользоваться функциями printf, putchar. Это происходит потому, что curses хранит в памяти процесса копию содержимого экрана, и если вы выводите что-либо на экран терминала обходя функции библиотеки curses, то реальное содержимое экрана и позиция курсора на нем перестают соответствовать хранимым в памяти, и библиотека curses начнет выводить неправильное изображение.

ПРОГРАММА

||

| CURSES---копия экрана | printw,addch,move

† Под протоколом в программировании подразумевают ряд соглашений двух сторон (сервера и клиентов; двух машин в сети (кстати, термин для обозначения машины в сети - "host" или "site")) о формате (правилах оформления) и смысле данных в передаваемых друг другу сообщениях. Аналогия из жизни - человеческие речь и язык. Речь всех людей состоит из одних и тех же звуков и может быть записана одними и теми же буквами (а данные - байтами). Но если два человека говорят на разных языках - т.е. по-разному конструируют фразы и интерпретируют звуки - они не поймут друг друга!

Таким образом, curses является дополнительным "слоем" между вашей программой и стандартным выводом и игнорировать этот слой не следует.

Напомним, что изображение, создаваемое при помощи библиотеки curses, сначала формируется в памяти программы без выполнения каких-либо операций с экраном дисплея (т.е. все функции wmove, waddch, waddstr, wprintw изменяют только ОБРАЗЫ окон в памяти, а на экране ничего не происходит!). И лишь только ПОСЛЕ того, как вы вызовете функцию refresh() ("обновить"), все изменения происшедшие в окнах будут отображены на экране дисплея (такое одновременное обновление всех изменившихся частей экрана позволяет провести ряд оптимизаций). Если вы забудете сделать refresh - экран останется неизменным. Обычно эту функцию вызывают перед тем, как запросить у пользователя какой-либо ввод с клавиатуры, чтобы пользователь увидел текущую "свежую" картинку. Хранение содержимого окон в памяти программы позволяет ей считывать содержимое окон, тогда как большинство обычных терминалов не способны выдать в компьютер содержимое какой-либо области экрана.

Общение с терминалом через линию связи (или вообще через последовательный протокол) является довольно медленным. На персональных компьютерах существует другой способ работы с экраном: через прямой доступ в так называемую "видеопамять" - специальную область памяти компьютера, содержимое которой аппаратно отображается на экране консоли. Работа с экраном превращается для программиста в работу с этим массивом байт (запись/чтение). Программы, пользующиеся этим способом, просты и работают очень быстро (ибо доступ к памяти черезвычайно быстр, и сделанные в ней изменения "проявляются" на экране почти мгновенно). Недостаток таких программ - привязанность к конкретному типу машины. Эти программы немобильны и не могут работать ни на обычных терминалах (подключаемых к линии связи), ни на машинах с другой структурой видеопамяти. Выбор между "традиционной" работой с экраном и прямым доступом (фактически - между мобильностью и скоростью) - вопрос принципиальный, тем не менее принятие решения зависит только от вас. Видеопамять IBM PC в текстовом режиме 80x25 16 цветов имеет следующую структуру:

R - red (красный) G - green (зеленый) B - blue (синий) blink - мерцание букв (не фона!)

intensity - повышенная яркость

Координатная система на экране: верхний левый угол экрана имеет координаты (0,0), ось X горизонтальна, ось Y вертикальна и направлена сверху вниз.

Цвет символа получается смешиванием 3х цветов: красного, зеленого и синего (электронно-лучевая трубка дисплея имеет 3 электронные пушки, отвечающие этим цветам). Кроме того, допустимы более яркие цвета. 4 бита задают комбинацию 3х основных цветов и повышенной яркости. Образуется 2**4=16 цветов: