Linux программирование в примерах

Каждая из функций f1 и f2 выделяют память, a f2 выполняет longjmp обратно в main (строка 51). Когда это происходит, локальные указатели (строки 39 и 48) на выделенную память пропали! Такие утечки памяти может оказаться трудно отследить, поскольку часто выделяются небольшие размеры памяти, и как таковые, они могут оставаться незамеченными в течение ряда лет [128] .

Этот код явно патологический, но он предназначен для иллюстрации нашей мысли: setjmp и longjmp могут вести к трудно обнаруживаемым утечкам памяти. Предположим, что f1 правильно вызвал free. Было бы далеко неочевидно, что память никогда не будет освобождена. В более крупной и более реалистичной программе, в которой longjmp мог быть вызван лишь посредством if, найти такую утечку становится даже еще труднее.

128

Такая утечка была у нас в gawk К счастью, она исправлена — Примеч. автора.

Таким образом, при наличии setjmp и longjmp динамическая память должна управляться посредством глобальных переменных, а у вас должен быть код, который обнаруживает вход через longjmp (посредством проверки возвращаемого значения setjmp). Такой код должен затем освободить динамически выделенную память, которая больше не нужна.

В-шестых, longjmp и siglongjmp не следует использовать из функций, зарегистрированных посредством atexit (см. раздел 9.1.5.3 «Функции завершения»).

В-седьмых, setjmp и longjmp могут оказаться дорогими операциями на машинах с множеством регистров.

При наличии всех этих проблем вы должны строго рассмотреть дизайн своей программы. Если вам не нужно использовать setjmp и longjmp, то, может, стоит обойтись без их использования. Однако, если их использование является лучшим способом структурировать свою программу, продолжайте и используйте их, но делайте это осмотрительно.

12.6. Псевдослучайные числа

Многим приложениям нужны последовательности случайных чисел. Например, игровые программы, имитирующие бросание костей, раздачу карт или вращение барабанов игровой машины, нуждаются в возможности случайного выбора одного из возможных значений. (Подумайте о программе fortune, содержащей большую коллекцию афоризмов; каждый раз при запуске она «случайно» выдает новое высказывание.) Многие криптографические алгоритмы также требуют наличия случайных чисел «высокого качества». В данном разделе описываются различные способы получения последовательностей случайных чисел.

ЗАМЕЧАНИЕ. Природа случайности, генерация случайных чисел и их «качество» являются обширными темами, выходящими за рамки данной книги. Мы предоставляем введение в доступные функции API, но это все, что мы можем сделать Другие источники с более подробной информацией см в разделе 12.9 «Рекомендуемая литература»

Компьютеры по своему строению являются детерминистическими. Одно и то же вычисление с одними и теми же входными данными всегда должно давать одни и те же результаты. Соответственно, они не годятся для генерации истинно случайных чисел, то есть последовательностей чисел, в которых каждое число в последовательности полностью независимо от числа (или чисел), идущих перед ним. Вместо этого разновидности чисел, обычно используемых на программном уровне, называются псевдослучайными числами. То есть в любой данной последовательности номера выглядят независимыми друг от друга, но сама последовательность в целом повторяющаяся. (Эта повторяемость может быть ценным качеством; она обеспечивает детерминизм для программы в целом.)

Многие методы предоставления последовательностей псевдослучайных чисел работают посредством осуществления каждый раз одного и того же вычисления с начальным значением (seed). Сохраненное начальное значение затем обновляется для использования в следующий раз. API предоставляет способ указания нового начального значения. Каждое начальное значение дает одну и ту же последовательность псевдослучайных чисел, хотя различные начальные числа дают (должны давать) различные последовательности.

12.6.1. Стандартный С: rand и srand

Стандартный С определяет две связанные функции для псевдослучайных чисел.

#include <stdlib.h> /* ISO С */

int rand(void);
void srand(unsigned int seed);

rand каждый раз после вызова возвращает псевдослучайное число в диапазоне от 0 до RAND_MAX (включительно, насколько мы можем судить по стандарту C99). Константа RAND_MAX должна быть по крайней мере 32 767; она может быть больше.

srand дает генератору случайных чисел в качестве начального значения seed. Если srand никогда не вызывался приложением, rand ведет себя так, как если бы seed был равен 1.

Следующая программа, ch12-rand.c, использует rand для вывода граней игральных костей.

1 /* ch12-rand.c --- генерирует игральные кости, используя rand. */
2
3 #include <stdio.h>
4 #include <stdlib.h>
5
6 char *die_faces[] = { /* Управляет ASCII графика! */
7 " ",
8 " * ", /* 1 */
9 " ",
10
11 " ",
12 " * * ", /* 2 */
13 " ",
14
15 " ",
16 " * * * ", /* 3 */
17 " ",
18
19 " * * ",
20 " ", /* 4 */
21 " * * ",
22
23 " * * ",
24 " * ", /* 5 */
25 " * * ",
26
27 " * * * ",
28 " ", /* 6 */
29 " * * * ",
30 };
31
32 /* main --- выводит N различных граней костей */
33
34 int main(int argc, char **argv)
35 {
36 int nfaces;
37 int i, j, k;
38
39 if (argc !=2) {
40 fprintf(stderr, "usage: %s number-die-faces\n", argv[0]);
41 exit(1);
42 }
43
44 nfaces = atoi(argv[1]);
45
46 if (nfaces <= 0) {