Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

• Название: Основы программирования в Linux
• Автор: Нейл Мэтью
• Издательство: «БХВ-Петербург»
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-9775-0289-4

В четвертом издании популярного руководства даны основы программирования в операционной системе Linux. Рассмотрены: использование библиотек C/C++ и стан­дартных средств разработки, организация системных вызовов, файловый ввод/вывод, взаимодействие процессов, программирование средствами командной оболочки, создание графических пользовательских интерфейсов с помощью инструментальных средств GTK+ или Qt, применение сокетов и др. Описана компиляция программ, их компоновка c библиотеками и работа с терминальным вводом/выводом. Даны приемы написания приложений в средах GNOME® и KDE®, хранения данных с использованием СУБД MySQL® и отладки программ. Книга хорошо структурирована, что делает обучение легким и быстрым.

Для начинающих Linux-программистов

---

□ Будут ли установлены библиотеки комплекта инструментов у ваших пользователей?

□ Перенесен ли комплект инструментов в другие популярные операционные системы?

□ Какой лицензией программного обеспечения пользуется комплект инструментов и согласуется ли она с предполагаемым вами использованием?

□ Поддерживает ли комплект инструментов ваш язык программирования?

□ Современный ли внешний вид и реализация у комплекта инструментов?

На протяжении многих лет самыми популярными комплектами инструментальных средств были Motif, OpenLook и Xt, но они уступили технически более совершенным комплектам GTK+ и Qt, формирующим основу рабочих столов GNOME и KDE соответственно.

Оконные менеджеры

Последний компонент X-мозаики — оконный менеджер или диспетчер, который отвечает за расположение окон на экране. Оконные менеджеры часто поддерживают отдельные "рабочие области", на которые делится рабочий стол, увеличивая область экрана, с которой вы можете взаимодействовать. Оконный менеджер также отвечает за графическое оформление всех окон, состоящее, как правило, из рамки и полосы заголовка с пиктограммами максимизации, минимизации и закрытия окна. Оконные менеджеры обеспечивают частично внешний вид рабочего стола, например заголовки окон.

К широко распространенным относятся следующие оконные менеджеры:

□ Metacity — оконный менеджер, используемый по умолчанию для рабочего стола GNOME;

□ KWin — оконный менеджер, применяемый по умолчанию для рабочего стола KDE;

□ Openbox — разработанный для экономии ресурсов и запускаемый на более старых и медленных системах;

□ Enlightenment — оконный менеджер, отображающий превосходную графику и спецэффекты.

Как и все в системе X, оконные менеджеры можно переключать. Тем не менее, большинство пользователей запускает оконный менеджер, входящий в их поставку среды рабочего стола.

Другие способы создания GUI — платформно-независимые оконные API

Следует упомянуть и другие способы создания GUI, характерные для ОС Linux, — существуют языки с собственной поддержкой GUI, функционирующей под управлением Linux.

□ Язык Java поддерживает программирование GUI с помощью Swing и более старых API AWT. Внешнее оформление GUI на языке Java понравится не всем и на более старых машинах интерфейс может восприниматься как громоздкий и медленно реагирующий. Огромное преимущество Java заключается в том, что единожды откомпилированный код на языке Java выполняется неизменным да любой платформе с виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine), которая включает Linux, Windows, Mac OS и мобильные устройства. Дополнительную информацию см. на Web-сайте http://java.sun.com.

□ Язык программирования C# очень похож на язык Java. В систему Linux общеязыковая исполняющая среда (C# Common Language или CLR) пришла из проекта Mono, см. Web-сайт http://www.mono-project.com. C# на платформе Mono поддерживает модель программирования Windows Forms, применяемую в Windows, и специальную привязку к комплекту инструментов GTK+, названную Gtk#.

□ Tcl/Tk — язык сценариев, отлично подходящий для быстрой разработки интерфейсов GUI и работающий с X, Windows и Mac OS. Он очень удобен для быстрого макетирования или маленьких утилит, нуждающихся в простоте и удобстве сопровождения сценария. Все подробности можно найти на Web-сайте http://tcl.tk.

□ Python — тоже язык сценариев. Вы можете применять Tk, часть Tcl/Tk, из Python или программировать в привязке Python к GTK+, разрабатывая программы GTK+ на языке Python. Дополнительную информацию о языке Python см. на Web-сайте http://www.python.org.

□ Perl — еще один популярный язык сценариев в Linux. Вы можете применять Tk, часть Tcl/Tk, в языке Perl как Perl/Tk. Дополнительную информацию о Perl см. на Web-сайте http://www.perl.org/.

За платформою независимость, которую приносят эти языки, приходится платить. Совместное использование данных их собственными приложениями — например, применение операции перетаскивания мышью (drag and drop) — затруднено, и сохранение конфигурации обычно следует выполнять специфическим, а не стандартным способом, характерным для рабочего стола. Иногда поставщики программного обеспечения на языке Java хитрят, включая в поставку платформно-зависимые расширения для того, чтобы избежать подобных проблем.

Введение в GTK+

Теперь, когда вы познакомились с системой X Window System, самое время рассмотреть комплект инструментальных средств GTK+ Toolkit. GTK+ появился на свет как часть популярного графического редактора GNU Image Manipulation Program (GIMP), от которого он и унаследовал свое имя (The Gimp ToolKit). Очевидно, что программисты GIMP всерьез предвидели превращение GTK+ в самостоятельный проект, поскольку он вырос и стал одним из самых мощных и популярных комплектов инструментов. Домашнюю страницу проекта GTK+ можно найти по адресу http://www.gtk.org.

Примечание

В итоге, GTK+ — это библиотека, которая существенно упрощает создание графических интерфейсов пользователей (Graphical User Interface, GUI), предоставляя набор готовых компонентов, именуемых виджетами, которые вы соединяете вместе с помощью легких в использовании вызовов функций, включенных в логическую структуру вашего приложения.

Несмотря на то, что GTK+ — это проект GNU, как и GIMP, он выпущен на условиях более либеральной лицензии (Lesser General Public License, Стандартная общественная лицензия ограниченного применения GNU), которая освобождает программное обеспечение (включая патентованное программное обеспечение с закрытым программным кодом), написанное с использованием GTK+, от уплаты лицензионных вознаграждений или авторских гонораров, а также других ограничений. Свобода, предлагаемая лицензией GTK+, отличает этот комплект инструментов от его конкурента Qt (который будет обсуждаться в следующей главе), чья лицензия GPL запрещает разработку коммерческого программного обеспечения с использованием Qt (в этом случае вы должны купить коммерческую лицензию для Qt).

Комплект GTK+ целиком написан на языке С и большая часть программного обеспечения GTK+ также написана на С. К счастью, существует ряд привязок к языкам (language binding), позволяющих применять GTK+ в предпочитаемом вами языке программирования, будь то С++, Python, PHP, Ruby, Perl, C# или Java.

Комплект GTK+ сформирован как надстройка для ряда других библиотек, К ним относятся следующие:

□ GLib — предоставляет низкоуровневые структуры данных, типы, поддержку потоков, циклов событий и динамической загрузки;

□ GObject — реализует объектно-ориентированную систему на языке С, не требующую применения языка С++;

□ Pango — поддерживает визуализацию и форматирование текста;

□ ATK — помогает создавать приложения с доступом и позволяет пользователям запускать ваши приложения с помощью средств чтения экрана и других средств доступа;

□ GDK (GIMP Drawing Kit) — обрабатывает визуализацию низкоуровневой графики поверх библиотеки Xlib;

□ GdkPixbuf — помогает манипулировать изображениями в программах GTK+;

□ Xlib — предоставляет низкоуровневую графику в системах Linux и UNIX.

Система типов GLib

Если вы когда-нибудь просматривали программный код GTK+, то могли удивиться, увидев множество типов данных языка С с префиксом g, например, gint, gchar, gshort, а также незнакомые типы gint32 и gpointer. Дело в том, что комплект GTK+ основан на библиотеках переносимости языка С (portability libraries), названных GLib и GObject, которые определяют эти типы для того, чтобы способствовать межплатформным разработкам.

GLib и GObject помогают межплатформным разработкам, обеспечивая стандартный набор типов данных замещения, функций и макросов для поддержки управления памятью и общих задач. Эти типы, функции и макросы означают, что, как программисты GTK+, мы можем быть уверены в том, что наш программный код надежно переносится на другие платформы и архитектуры.

В библиотеке Glib также определено несколько очень удобных констант:

#include <glib/gmacros.h>

#define FALSE 0

#define TRUE !FALSE

Дополнительные типы данных — это типы, служащие заменой для стандартных типов данных C (из соображений совместимости и читабельности) и гарантирующие одинаковый размер в байтах на. всех платформах:

□ gint, guint, gchar, guchar, glong, gulong, gfloat и gdouble — просто замены для стандартных типов С для совместимости;

□ gpointer — синоним типа (void*);

□ gboolean — полезен для представления логических значений и служит оболочкой для int;

□ gint8, guint8, gint16, guint16, gint32 и guint32 — знаковые и беззнаковые типы с гарантированным размером в байтах.

Удобно то, что применение библиотек GLib и GObject почти прозрачно. Glib широко используется в GTK+, поэтому если у вас есть работающая установка GTK+, то вы обнаружите, что библиотека Glib уже установлена. Как вы увидите позже в этой главе, при программировании с помощью комплекта GTK+ вам даже не придется явно включать заголовочный файл glib.h.