Linux программирование в примерах

3. Как вы относитесь к тому, чтобы сделать sume доступной для ваших друзей? Для ваших приятелей студентов или сотрудников? Для каждого пользователя на вашей системе?

Глава 12 Общие библиотечные интерфейсы — часть 2

В главе 6, «Общие библиотечные интерфейсы — часть 1», был представлен первый набор API библиотеки общего пользования. В некотором смысле, эти API поддерживают работу с фундаментальными объектами, которыми управляют системы Linux и Unix: время дня, пользователи и группы для файлов, сортировка и поиск.

Данная глава более эклектична; функции API, рассмотренные здесь, не особо связаны друг с другом. Однако, все они полезны в повседневном программировании под Linux/Unix. Наше представление движется от простых, более общих функций API к более сложным и более специализированным.

12.1. Операторы проверки: assert

Оператор проверки (assertion) является утверждением, которое вы делаете о состоянии своей программы в определенный момент времени ее исполнения. Использование операторов проверок для программирования было первоначально разработано Хоаром (C.A.R. Hoare) [121] . Общая идея является частью «верификации программы»: так же, как вы проектируете и разрабатываете программу, вы можете показать, что она правильна, делая тщательно аргументированные утверждения о проявлениях кода вашей программы. Часто такие утверждения делаются об инвариантах — фактах о состоянии программы, которые, как предполагается, остаются верными на протяжении исполнения куска программы.

121

Однако, в своей лекции в честь присуждения премии Тьюринга Ассоциации по вычислительной технике в 1981 г. д-р Хоар утверждает, что эту идею выдвинул сам Алан Тьюринг — Примеч. автора.

Операторы проверки особенно полезны для описания двух разновидностей инвариантов: предусловий и постусловий: условий, которые должны быть истинными соответственно перед и после исполнения сегмента кода. Простым примером предусловий и постусловий является линейный поиск:

/* lsearch --- возвратить индекс с данным значением в массиве или -1,
 если не найдено */
int lsearch(int *array, size_t size, int value) {
 size_t i;
 /* предусловие: array != NULL */
 /* предусловие: size > 0 */
 for (i = 0; i < size; i++)
 if (array[i] == value)
 return i;
 /* постусловие: i == size */
 return -1;
}

Этот пример определяет условия, используя комментарии. Но не было бы лучше проверить условия с использованием кода? Это является задачей макроса assert:

#include <assert.h> /* ISO С */

void assert(/* скалярное выражение */);

Когда скалярное выражение ложно, макрос assert выводит диагностическое сообщение и завершает программу (с помощью функции abort; см. раздел 12.4 «Совершение самоубийства: abort»). ch12-assert.c снова предоставляет функцию lsearch, на этот раз с оператором проверки и функцией main:

1 /* ch12-assert.с --- демонстрация операторов проверки */
2
3 #include <stdio.h>
4 #include <assert.h>
5
6 /* lsearch --- возвращает индекс с данным значением в массиве или -1, если не найдено */
7
8 int lsearch(int *array, size_t size, int value)
9 {
10 size_t i;
11
12 assert(array != NULL);
13 assert(size > 0);
14 for (i = 0; i < size; i++)
15 if (array[i] == value)
16 return i;
17
18 assert(i == size);
19
20 return -1;
21 }
22
23 /* main --- проверить наши условия */
24
25 int main(void)
26 {
27 #define NELEMS 4
28 static int array[NELEMS] = { 1, 17, 42, 91 };
29 int index;
30
31 index = lsearch(array, NELEMS, 21);
32 assert(index == -1);
33
34 index = lsearch(array, NELEMS, 17);
35 assert(index == 1);
36
37 index = lsearch(NULL, NELEMS, 10); /* won't return */
38
39 printf("index = %d\n", index);
40
41 return 0;
42 }

После компиляции и запуска оператор проверки в строке 12 «выстреливает»:

$ ch12-assert /* Запуск программы */
ch12-assert: ch12-assert.c:12: lsearch: Assertion 'array != ((void *)0)' failed.
Aborted (core dumped)

Сообщение от assert варьирует от системы к системе. Для GLIBC на GNU/Linux сообщение включает имя программы, имя файла с исходным кодом и номер строки, имя функции, а затем текст завершившегося неудачей условия. (В этом случае именованная константа NULL проявляется в виде своего макрорасширения '((void*)0)'.)

Сообщение 'Aborted (core dumped)' означает, что ch12-assert создала файл core; т.е. снимок адресного пространства процесса непосредственно перед его завершением. [122] Этот файл может быть использован впоследствии с отладчиком; см. раздел 15.3 «Основы GDB». Создание файла core является намеренным побочным результатом assert; предполагается, что произошла решительная ошибка, и вы хотите исследовать процесс с помощью отладчика для ее определения.

122

Как упоминалось в разделе 10.2 «Действия сигналов», некоторые дистрибутивы GNU/Linux запрещают создание файлов core. Чтобы снова разрешить их, поместите в свой файл ~/.profile строку 'ulimit -S -с unlimited' — Примеч. автора.

Вы можете отменить оператор проверки, компилируя свою программу с помощью опции командной строки '– DNDEBUG'. Когда этот макрос определен до включения <assert.h>, макрос assert расширяется в код, который ничего не делает. Например:

$ gcc -DNDEBUG=1 ch12-assert.c -о ch12-assert /* Компиляция с -DNDEBUG */
$ ch12-assert /* Запуск */
Segmentation fault (core dumped) /* Что случилось? */