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

---

Итак, выполните упражнение 4.2.

Упражнение 4.2. Функция getopt 

В этом упражнении вы используете функцию getopt; назовите новую программу argopt.c.

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]) {

 int opt;

 while ((opt = getopt(argc, argv, ":if:lr")) != -1) {

  switch(opt) {

  case 'i':

  case 'l':

  case 'r':

   printf("option: %c\n", opt);

   break;

  case 'f':

   printf("filename: %s\n", optarg);

   break;

  case ':':

   printf("option needs a value\n");

   break;

  case '?':

   printf("unknown option: %c\n", optopt);

   break;

  }

 }

 for (; optind < argc; optind++)

  printf("argument: %s\n", argv[optind]);

 exit(0);

}

Теперь, когда вы выполните программу, то увидите, что все аргументы командной строки обрабатываются автоматически:

$ ./argopt -i -lr 'hi there' -f fred.с -q

option: i

option: l

option: r

filename: fred.c

unknown option: q

argument: hi there

Как это работает

Программа многократно вызывает функцию getopt для обработки аргументов-опций до тех пор, пока не останется ни одного, в этот момент getopt вернет -1. Для каждой опции выбирается подходящее действие, включая обработку неизвестных опций и пропущенных значений. Если у вас другая версия getopt, то вы получите вывод, слегка отличающийся от показанного, — особенно сообщения об ошибках — но смысл будет понятен.

Когда все опции обработаны, программа просто выводит оставшиеся аргументы, как и раньше, но начиная с номера, хранящегося в переменной optind.

getopt_long

Многие приложения Linux принимают более информативные аргументы, чем использованные в предыдущем примере односимвольные опции. Библиотека С проекта GNU содержит версию функции getopt, названную getopt_long, которая принимает так называемые длинные аргументы, которые вводятся с помощью двойного дефиса.

Рассмотрим упражнение 4.3.

Упражнение 4.3. Функция getopt_long

Примените функцию getopt_long для создания новой версии примера программы, которая может вызываться с использованием длинных эквивалентов опций, например, следующих:

$ ./longopt --initialize --list 'hi there' --file fred.c -q

option: i

option: l

filename: fred.c

./longopt: invalid option --q

unknown option: q

argument: hi there

На самом деле и новые длинные опции, и исходные односимвольные можно смешивать. Длинным опциям также можно давать сокращенные названия, но они

должны отличаться от односимвольных опций. Длинные опции с аргументом можно задавать как единый аргумент в виде --опция= значение, как показано далее:

$ ./longopt --init -l --file=fred.с 'hi there'

option: i

option: l

filename: fred.с

argument: hi there

Далее приведена новая программа longopt.c, полученная из программы argopt.c с изменениями, обеспечивающими поддержку длинных опций, которые в тексте программы выделены цветом.

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#define _GNU_SOURCE

#include <getopt.h>

int main(int argc, char *argv[]) {

 int opt;

 struct option_longopts[] = {

  {"initialize", 0. NULL, 'i'},

  {"file" 1, NULL, 'f'},

  {"list", 0, NULL, 'l'},

 {0, 0, 0, 0}};

 while ((opt = getopt_long(argc, argv, ":if:lr, longopts, NULL)) != -1) {

  switch(opt) {

  case 'i':

  case 'l':

  case 'r':

   printf("option: %c\n", opt);

   break;

  case 'f':

   printf("filename: %s\n", optarg);

   break;

  case ':':

   printf("option needs a value\n");

   break;

  case '?':

   printf("unknown option: %c\n", optopt);

   break;

  }

 }

 for (; optind < argc; optind++)

  printf("argument: %s\n", argv[optind]);

 exit(0);

}

Как это работает

Функция getopt_long принимает два дополнительных параметра по сравнению с функцией getopt. Первый из них — массив структур, описывающий длинные опции и сообщающий функции getopt_long способ их обработки. Второй дополнительный параметр — адрес переменной, которая может использоваться как вариант optind, предназначенный для длинных опций; для каждой распознанной длинной опции ее номер в массиве длинных опций может быть записан в эту переменную. В данном примере вам не нужна эта информация, поэтому вы используете NULL в качестве значения второго дополнительного параметра.

Массив длинных опций состоит из ряда структур типа struct option, в каждой из которых описано требуемое поведение длинной опции. Массив должен заканчиваться структурой, содержащей все нули.

Структура длинной опции определена в заголовочном файле getopt.h и должна подключаться с помощью константы _GNU_SOURCE, определенной для того, чтобы разрешить использование функции getopt_long.

struct option {

 const char *name;

 int has_arg;

 int *flag;

 int val;

};

Элементы структуры описаны в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Параметр опции Описание name Название длинной опции. Сокращения будут приниматься до тех пор, пока они не создадут путаницы при определении названий других опций has_arg Принимает ли эта опция аргумент. Задайте 0 для опций без аргументов, 1 для опций, у которых должно быть значение, и 2 для опций с необязательным аргументом flag Задайте NULL, чтобы getopt_long вернула при обнаружении данной опции значение, заданное в val. В противном случае getopt_long возвращает 0 и записывает значение val в переменную, на которую указывает flag val Значение getopt_long для данной опции, предназначенное для возврата

Для получения сведений о других опциях, связанных с расширениями функции getopt в проекте GNU и родственных функциях, см. страницы интерактивного справочного руководства к функции getopt.

Переменные окружения

Мы обсуждали переменные окружения в главе 2. Это переменные, которые могут использоваться для управления поведением сценариев командной оболочки и других программ. Вы также можете применять их для настройки пользовательской среды. Например, у каждого пользователя есть переменная окружения HOME, определяющая его исходный каталог, стандартное место старта его или ее сеанса. Как вы видели, просмотреть переменные окружения можно из строки приглашения командной оболочки:

$ echo $НOМЕ

/home/neil

Вы также можете воспользоваться командой оболочки set для получения списка всех переменных окружения.

В спецификации UNIX определено множество стандартных переменных окружения, применяемых для самых разных целей, включая тип терминала, имена редакторов, установленных по умолчанию, названия часовых поясов и т.д. Программа на языке С может получить доступ к переменным окружения с помощью функций putenv и getenv.

#include <stdlib.h>

char *getenv(const char *name);

int putenv(const char *string);

Окружение состоит из строк вида имя=значение. Функция getenv ищет в окружении строку с заданным именем и возвращает значение, ассоциированное с этим именем. Она вернет NULL, если требуемая переменная не существует. Если переменная есть, но ее значение не задано, функция getenv завершится успешно и вернет пустую строку, в которой первый байт равен NULL. Строка, возвращаемая getenv, хранится в статической памяти, принадлежащей функции, поэтому для ее дальнейшего использования вы должны скопировать эту строку в другую, поскольку она может быть перезаписана при последующих вызовах функции getenv. 

Функция putenv принимает строку вида имя=значение и добавляет ее в текущее окружение. Она даст сбой и вернет -1, если не сможет расширить окружение из-за нехватки свободной памяти. Когда это произойдет, переменной errno будет присвоено значение ENOMEM.