Язык программирования Си для персонального компьютера

Функции первой категории образуют переносимое ядро библиотеки; программы, в которых используются только такие библиотечные функции, могут быть перенесены в другую систему программирования, другую операционную систему и/или на другой тип архитектуры компьютеров с наименьшими затратами. Плата за универсальность и переносимость — невозможность воспользоваться специфическими средствами, предоставляемыми конкретной вычислительной средой.

Функции второй категории предоставляют возможность получить доступ к функциям ядра данной операционной системы, к внутренним структурам данных операционной системы, к регистрам используемых аппаратных устройств. Кроме того, ко второй категории относятся функции, которые добавлены в библиотеку, исходя из вкусовых привязанностей разработчиков конкретной системы программирования — как им видится удобный набор средств для разработки различных алгоритмов (сравните, например, функции setmem и memset). В современных системах программирования Си в рамках общей тенденции к стандартизации такие необоснованные расширения библиотек сокращаются, но в ранних системах программирования разнобой был крайне высок.

К сожалению, наборы функций второй категории не согласованы даже для различных систем программирования в рамках одной операционной системы на одном типе архитектур компьютеров. Четко прослеживается это и на примере систем программирования ТС и MSC. Библиотечные функции, обеспечивающие интерфейс для вызова одной и той же функции операционной системы, могут иметь не только разные параметры, но и разные названия.

Эти несогласованности объясняются, с одной стороны, коммерческими соображениями — стремлением удержать под контролем рынок программного обеспечения, чтобы пользователи, начавшие программировать с использованием одной системы программирования, покупали затем более новые программные продукты той же фирмы, а с другой стороны, поздним появлением стандарта на язык и на его библиотеку и независимости эволюции от версии к версии каждой системы программирования. При этом, надо отметить, происходит постепенное сближение различных систем программирования по мере того, как каждая из них заимствует наиболее ценные идеи у конкурентов. Так, различия между библиотеками более поздних версий систем программирования MSC и ТС отчасти сокращены по сравнению с первыми версиями.

Данную часть книги следует рассматривать в первую очередь как справочник по стандартной библиотеке языка Си двух систем программирования — MSC и ТС — для компьютеров типа IBM PC. Она также будет полезна для разработчиков новых систем программирования Си, поскольку в ней проводится сравнение реализации различных библиотечных функций двух широко распространенных систем программирования.

Из-за ограничений по объему в книгу не вошло описание специальных графических библиотек Си систем программирования MSC и ТС.

Структура описания библиотеки такова: сначала дается краткое описание различных групп функций и вводятся основные понятия, используемые далее при описании библиотечных функций. Затем приводится полное описание всех функций в алфавитном порядке.

Предпринята попытка дать детальное описание библиотечных функций, приводится описание используемых констант, как они описываются (с помощью директивы препроцессора #define) во включаемых файлах.

Авторы считают, что для эффективной разработки качественного программного обеспечения на языке Си программист должен представлять нижний уровень реализации языка и его стандартной библиотеки. Поэтому иногда дается описание деталей (в частности, связанных с использованием системных вызовов ОС и имен типов, введенных с помощью конструкции typedef), которые часто сознательно замалчиваются в документации по библиотекам.

По нашему мнению, пользователь должен обладать полной информацией, осознавая при этом, с какими проблемами он столкнется при переносе программ в новую версию системы программирования, в новую операционную систему или на компьютер другой архитектуры.

Обозначение ANSI, используемое в полном описании библиотеки, указывает, что отмеченная библиотечная функция включена в стандарт языка Си.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ БИБЛИОТЕКИ

Ниже приводится краткое описание основных групп функций для быстрой ориентации в библиотеке. При этом вводятся основные понятия, используемые при описании библиотечных функций (в частности, связанные с организацией ввода/вывода). Также указывается, в каком стандартном включаемом (по директиве препроцессора #include) файле содержится описание прототипа функции, относящихся к ней структур данных и констант.

Работа с областями памяти и строками

В стандартной библиотеке есть специальная группа Функций для обработки областей памяти, которые рассматриваются как последовательности байтов.

Если размер области, с которой необходимо работать, задается явно, будем называть такую область буфером.

Другое используемое понятие — строка. Отличие строки от буфера в том, что ее размер задается не явно, а определяется первым встретившимся при просмотре строки слева направо нулевым байтом (имеющим значение '\0'), причем считается, что этот нулевой байт также принадлежит строке.

Для копирования буферов, для присваивания каждому байту в пределах указанного буфера заданного значения и для сравнения содержимого двух буферов предназначены следующие функции:

Функция	Краткое описание
memccpy	копирует символы из одного буфера в другой до тех пор, пока не будет скопирован заданный символ или не будет скопировано определенное число символов
memchr	возвращает указатель на первое вхождение заданного символа в буфере
memcmp	сравнивает указанное число символов из двух буферов
memlcmp	сравнивает указанное число символов двух буферов, считая строчные и прописные буквы эквивалентными
memcpy	копирует указанное количество символов из одного буфера в другой
memset	инициализирует заданным значением указанное количество байтов в буфере
movedata	копирует определенное количество символов из одного буфера в другой, даже когда буфера находятся в разных сегментах

Прототипы перечисленных функций содержатся в файле memory.h (MSC) и в файлах mem.h и string.h (ТС).

Система программирования ТС предоставляет дополнительно следующие функции для работы с буферами:

Функция	Краткое описание
memove	копирует указанное количество символов из одного буфера в другой
movmem	копирует указанное количество символов из одного буфера в другой
setmem	инициализирует заданным значением указанное количество байтов в буфере

Прототипы функций memmove и movmem содержатся в файлах mem.h и string.h. Прототип функции setmem содержится в файле mem.h.

Для работы со строками существуют следующие библиотечные функции (ТС & MSC):

Функция	Краткое описание
strcat	катенация (склеивание) строк
strchr	найти первое вхождение заданного символа в строке
strcmp	сравнить две строки
strcpy	копировать одну строку в другую
strcspn	найти первое вхождение символа из заданного набора символов в строке
strdup	дублирование строки
strerror	сформировать в строке сообщение об ошибке, состоящее из двух частей: системной диагностики и необязательного добавочного пользовательского сообщения
stricmp	сравнить две строки, считая символы нижнего и верхнего регистров эквивалентными
strlen	вычислить длину строки
strlwr	преобразовать строку в нижний регистр (строчные буквы)
strncat	добавить n символов в строку
strncmp	сравнение n символов в двух строках
strncpy	скопировать n символов из одной строки в другую
strnicmp	сравнение n символов двух строк
strnset	установить n символов в строке в заданное значение
strpbrk	найти первое вхождение любого символа из заданного набора в строке
strrchr	найти последнее вхождение заданного символа в строке
strrev	инвертировать (перевернуть) строку
strset	установить все символы строки в заданное значение
strspn	найти первую подстроку из заданного набора символов в строке
strstr	найти первую подстановку одной строки (более короткой) в другой
strtok	найти следующую точку в строке
strupr	преобразовать строку в верхний регистр (заглавные буквы)

Кроме того, система программирования MSC предоставляет дополнительно функцию strcmpi (идентична функции stricmp), а система программирования ТС предоставляет функцию stpcpy (идентична функции strcpy, но возвращает в точку вызова другое значение).

Прототипы всех функций работы со строками содержатся в файле string.h. Все функции работают со строками, завершающимися нулевым байтом ('\0'). Для работы с массивом символов, не имеющим в конце нулевого байта, вы можете использовать функции преобразования буферов, описанные выше.

Определение класса символов и преобразование символов

Функция	Краткое описание
isalnum	проверка на букву или цифру
isalpha	проверка на букву
isascii	проверка на символ из набора кодировки ASCII
iscntrl	проверка на управляющий символ
isdigit	проверка на десятичную цифру
isgraph	проверка на печатный символ, исключая пробел
islower	проверка на малую букву
isprint	проверка на печатный символ
ispunct	проверка на знак пунктуации
isspace	проверка на пробельный символ
isupper	проверка на заглавную букву
isxdigit	проверка на шестнадцатеричную цифру
toascii	преобразование символа в код ASCII
tolower	проверка и преобразование в малую букву, если заглавная буква
toupper	проверка и преобразование малой буквы в заглавную
_tolower	преобразование буквы в малую (без проверки)
_toupper	преобразование буквы в заглавную (без проверки)