7. Ввод и вывод
Средства ввода/вывода не являются составной частью языка
"с", так что мы не выделяли их в нашем предыдущем изложении.
Однако реальные программы взаимодействуют со своей окружаю-
щей средой гораздо более сложным образом, чем мы видели до
сих пор. В этой главе будет описана "стандартная библиотека
ввода/вывода", то есть набор функций, разработанных для
обеспечения стандартной системы ввода/вывода для "с"- прог-
рамм. Эти функции предназначены для удобства программного
интерфейса, и все же отражают только те операции, которые
могут быть обеспечены на большинстве современных операцион-
ных систем. Процедуры достаточно эффективны для того, чтобы
пользователи редко чувствовали необходимость обойти их "ради
эффективности", как бы ни была важна конкретная задача. И,
наконец, эти процедуры задуманы быть "переносимыми" в том
смысле, что они должны существовать в совместимом виде на
любой системе, где имеется язык "с", и что программы, кото-
рые ограничивают свои взаимодействия с системой возможностя-
ми, предоставляемыми стандартной библиотекой, можно будет
переносить с одной системы на другую по существу без измене-
ний.
Мы здесь не будем пытаться описать всю библиотеку вво-
да/вывода; мы более заинтересованы в том, чтобы продемонст-
рировать сущность написания "с"-программ, которые взаимодей-
ствуют со своей операционной средой.
7.1. Обращение к стандартной библиотеке
Каждый исходный файл, который обращается к функции из
стандартной библиотеки, должен вблизи начала содержать стро-
ку
#INCLUDE <STDIO.H>
в файле STDIO.H определяются некоторые макросы и переменные,
используемые библиотекой ввода/вывода. Использование угловых
скобок вместо обычных двойных кавычек - указание компилятору
искать этот файл в справочнике, содержащем заголовки стан-
дартной информации (на системе UNIX обычно LUSRLINELUDE).
Кроме того, при загрузке программы может оказаться необ-
ходимым указать библиотеку явно; на системе PDP-11 UNIX,
например, команда компиляции программы имела бы вид:
CC исходные файлы и т.д. -LS
где -LS указывает на загрузку из стандартной библиотеки.
7.2. Стандартный ввод и вывод - функции GETCHAR и
PUTCHAR
Самый простой механизм ввода заключается в чтении по од-
ному символу за раз из "стандартного ввода", обычно с терми-
нала пользователя, с помощью функции GETCHAR. Функция
GETCHAR() при каждом к ней обращении возвращает следующий
- 153 -
вводимый символ. В большинстве сред, которые поддерживают
язык "с", терминал может быть заменен некоторым файлом с по-
мощью обозначения < : если некоторая программа PROG исполь-
зует функцию GETCHAR то командная строка
PROG<INFILE
приведет к тому, что PROG будет читать из файла INFILE, а не
с терминала. Переключение ввода делается таким образом, что
сама программа PROG не замечает изменения; в частности стро-
ка"<INFILE" не включается в командную строку аргументов в
ARGV. Переключение ввода оказывается незаметным и в том слу-
чае, когда вывод поступает из другой программы посредством
поточного (PIPE) механизма; командная строка
OTHERPROG \! PROG
прогоняет две программы, OTHERPROG и PROG, и организует так,
что стандартным вводом для PROG служит стандартный вывод
OTHERPROG.
Функция GETCHAR возвращает значение EOF, когда она попа-
дает на конец файла, какой бы ввод она при этом не считыва-
ла. Стандартная библиотека полагает символическую константу
EOF равной -1 (посредством #DEFINE в файле STDIO.H), но про-
верки следует писать в терминах EOF, а не -1, чтобы избежать
зависимости от конкретного значения.
Вывод можно осуществлять с помощью функции PUTCHAR(C),
помещающей символ 'с' в "стандартный ввод", который по умол-
чанию является терминалом. Вывод можно направить в некоторый
файл с помощью обозначения > : если PROG использует PUTCHAR,
то командная строка
PROG>OUTFILE
приведет к записи стандартного вывода в файл OUTFILE, а не
на терминал. На системе UNIX можно также использовать поточ-
ный механизм. Строка
PROG \! ANOTHERPROG
помещает стандартный вывод PROG в стандартный ввод
ANOTHERPROG. И опять PROG не будет осведомлена об изменении
направления.
Вывод, осуществляемый функцией PRINTF, также поступает в
стандартный вывод, и обращения к PUTCHAR и PRINTF могут пе-
ремежаться.
Поразительное количество программ читает только из одно-
го входного потока и пишет только в один выходной поток; для
таких программ ввод и вывод с помощью функций GETCHAR,
PUTCHAR и PRINTF может оказаться вполне адекватным и для на-
чала определенно достаточным. Это особенно справедливо тог-
- 154 -
да, когда имеется возможность указания файлов для ввода и
вывода и поточный механизм для связи вывода одной программы
с вводом другой. Рассмотрим, например, программу LOWER, ко-
торая преобразует прописные буквы из своего ввода в строч-
ные:
#INCLUDE <STDIO.H>
MAIN() /* CONVERT INPUT TO LOWER CASE */
\(
INT C;
"Функции" ISUPPER и TOLOWER на самом деле являются макроса-
ми, определенными в STDIO.H . Макрос ISUPPER проверяет, яв-
ляется ли его аргумент буквой из верхнего регистра, и возв-
ращает ненулевое значение, если это так, и нуль в противном
случае. Макрос TOLOWER преобразует букву из верхнего регист-
ра в ту же букву нижнего регистра. Независимо от того, как
эти функции реализованы на конкретной машине, их внешнее по-
ведение совершенно одинаково, так что использующие их прог-
раммы избавлены от знания символьного набора.
Если требуется преобразовать несколько файлов, то можно
собрать эти файлы с помощью программы, подобной утилите CAT
системы UNIX,
CAT FILE1 FILE2 ... \! LOWER>OUTPUT
и избежать тем самым вопроса о том, как обратиться к этим
файлам из программы. (Программа CAT приводится позже в этой
главе).
Кроме того отметим, что в стандартной библиотеке вво-
да/вывода "функции" GETCHAR и PUTCHAR на самом деле могут
быть макросами. Это позволяет избежать накладных расходов на
обращение к функции для обработки каждого символа. В главе 8
мы продемонстрируем, как это делается.
7.3. Форматный вывод - функция PRINTF
Две функции: PRINTF для вывода и SCANF для ввода (следу-
ющий раздел) позволяют преобразовывать численные величины в
символьное представлEние и обратно. Они также позволяют ге-
нерировать и интерпретировать форматные строки. Мы уже всюду
в предыдущих главах неформально использовали функцию PRINTF;
здесь приводится более полное и точное описание. Функция
PRINTF(CONTROL, ARG1, ARG2, ...)
- 155 -
преобразует, определяет формат и печатает свои аргументы в
стандартный вывод под управлением строки CONTROL. Управляю-
щая строка содержит два типа объектов: обычные символы, ко-
торые просто копируются в выходной поток, и спецификации
преобразований, каждая из которых вызывает преобразование и
печать очередного аргумента PRINTF.
Каждая спецификация преобразования начинается с символа
% и заканчивается символом преобразования. Между % и симво-
лом преобразования могут находиться:
- знак минус, который указывает о выравнивании преобразован-
ного аргумента по левому краю его поля.
- Строка цифр, задающая минимальную ширину поля. Преобразо-
ванное число будет напечатано в поле по крайней мере этой
ширины, а если необходимо, то и в более широком. Если пре-
образованный аргумент имеет меньше символов, чем указанная
ширина поля, то он будет дополнен слева (или справа, если
было указано выравнивание по левому краю)заполняющими сим-
волами до этой ширины. Заполняющим символом обычно являет-
ся пробел, а если ширина поля указывается с лидирующим ну-
лем, то этим символом будет нуль (лидирующий нуль в данном
случае не означает восьмеричной ширины поля).
- Точка, которая отделяет ширину поля от следующей строки
цифр.
- Строка цифр (точность), которая указывает максимальное
число символов строки, которые должны быть напечатаны, или
число печатаемых справа от десятичной точки цифр для пере-
менных типа FLOAT или DOUBLE.
- Модификатор длины L, который указывает, что соответствую-
щий элемент данных имеет тип LONG, а не INT.
Ниже приводятся символы преобразования и их смысл:
D - аргумент преобразуется к десятичному виду.
O - Аргумент преобразуется в беззнаковую восьмеричную форму
(без лидирующего нуля).
X - Аргумент преобразуется в беззнаковую шестнадцатеричную
форму (без лидирующих 0X).
U - Аргумент преобразуется в беззнаковую десятичную форму.
C - Аргумент рассматривается как отдельный символ.
S - Аргумент является строкой: символы строки печатаются до
тех пор, пока не будет достигнут нулевой символ или не бу-
дет напечатано количество символов, указанное в специфика-
ции точности.
E - Аргумент, рассматриваемый как переменная типа FLOAT или
DOUBLE, преобразуется в десятичную форму в виде
[-]M.NNNNNNE[+-]XX, где длина строки из N определяется
указанной точностью. Точность по умолчанию равна 6.
F - Аргумент, рассматриваемый как переменная типа FLOAT или
DOUBLE, преобразуется в десятичную форму в виде
[-]MMM.NNNNN, где длина строки из N определяется указанной
точностью. Точность по умолчанию равна 6. отметим, что эта
точность не определяет количество печатаемых в формате F
значащих цифр.
- 156 -
G - Используется или формат %E или %F, какой короче; незна-
чащие нули не печатаются.
Если идущий за % символ не является символом преобразования,
то печатается сам этот символ; следовательно,символ % можно
напечатать, указав %%.
Большинство из форматных преобразований очевидно и было
проиллюстрировано в предыдущих главах. Единственным исключе-
нием является то, как точность взаимодействует со строками.
Следующая таблица демонстрирует влияние задания различных
спецификаций на печать "HELLO, WORLD" (12 символов). Мы по-
местили двоеточия вокруг каждого поля для того, чтобы вы
могли видеть его протяженность.
Предостережение: PRINTF использует свой первый аргумент
для определения числа последующих аргументов и их типов. Ес-
ли количество аргументов окажется недостаточным или они бу-
дут иметь несоответственные типы, то возникнет путаница и вы
получите бессмысленные результаты.
Упражнение 7-1.
--------------
Напишите программу, которая будет печатать разумным об-
разом произвольный ввод. Как минимум она должна печатать
неграфические символы в восьмеричном или шестнадцатеричном
виде (в соответствии с принятыми у вас обычаями) и склады-
вать длинные строки.
7.4. Форматный ввод - функция SCANF
Осуществляющая ввод функция SCANF является аналогом
PRINTF и позволяет проводить в обратном направлении многие
из тех же самых преобразований. Функция
SCANF(CONTROL, ARG1, ARG2, ...)
читает символы из стандартного ввода, интерпретирует их в
соответствии с форматом, указанном в аргументе CONTROL, и
помещает результаты в остальные аргументы. Управляющий аргу-
мент описывается ниже; другие аргументы, каждый из которых
должен быть указателем, определяют, куда следует поместить
соответствующим образом преобразованный ввод.
Управляющая строка обычно содержит спецификации преобра-
зования, которые используются для непосредственной интерпре-
тации входных последовательностей. Управляющая строка может
содержать:
- пробелы, табуляции или символы новой строки ("символы пус-
тых промежутков"), которые игнорируются.
- 157 -
- Обычные символы (не %), которые предполагаются совпадающи-
ми со следующими отличными от символов пустых промежутков
символами входного потока.
- Спецификации преобразования, состоящие из символа %, нео-
бязательного символа подавления присваивания *, необяза-
тельного числа, задающего максимальную ширину поля и сим-
вола преобразования.
Спецификация преобразования управляет преобразованием
следующего поля ввода. нормально результат помещается в пе-
ременную, которая указывается соответствующим аргументом.
Если, однако , с помощью символа * указано подавление прис-
ваивания, то это поле ввода просто пропускается и никакого
присваивания не производится. Поле ввода определяется как
строка символов, которые отличны от символов простых проме-
жутков; оно продолжается либо до следующего символа пустого
промежутка, либо пока не будет исчерпана ширина поля, если
она указана. Отсюда следует, что при поиске нужного ей вво-
да, функция SCANF будет пересекать границы строк, поскольку
символ новой строки входит в число пустых промежутков.
Символ преобразования определяет интерпретацию поля вво-
да; согласно требованиям основанной на вызове по значению
семантики языка "с" соответствующий аргумент должен быть
указателем. Допускаются следующие символы преобразования:
D - на вводе ожидается десятичное целое; соответствующий ар-
гумент должен быть указателем на целое.
O - На вводе ожидается восьмеричное целое (с лидирующим ну-
лем или без него); соответствующий аргумент должен быть
указателем на целое.
X - На вводе ожидается шестнадцатеричное целое (с лидирующи-
ми 0X или без них); соответствующий аргумент должен быть
указателем на целое.
H - На вводе ожидается целое типа SHORT; соответсвующий ар-
гумент должен быть указателем на целое типа SHORT.
C - Ожидается отдельный символ; соответствующий аргумент
должен быть указателем на символы; следующий вводимый
символ помещается в указанное место. Обычный пропуск сим-
волов пустых промежутков в этом случае подавляется; для
чтения следующего символа, который не является символом
пустого промежутка, пользуйтесь спецификацией преобразо-
вания %1S.
S - Ожидается символьная строка; соответствующий аргумент
должен быть указателем символов, который указывает на
массив символов, который достаточно велик для принятия
строки и добавляемого в конце символа \0.
F - Ожидается число с плавающей точкой; соответствующий ар-
гумент должен быть указателем на переменную типа FLOAT.
Е - символ преобразования E является синонимом для F. Формат
ввода переменной типа FLOAT включает необязательный знак,
строку цифр, возможно содержащую десятичную точку и нео-
бязательное поле экспоненты, состоящее из буквы E, за ко-
торой следует целое, возможно имеющее знак.
- 158 -
Перед символами преобразования D, O и X может стоять L,
которая означает , что в списке аргументов должен находиться
указатель на переменную типа LONG, а не типа INT. Аналогич-
но, буква L может стоять перед символами преобразования E
или F, говоря о том, что в списке аргументов должен нахо-
диться указатель на переменную типа DOUBLE, а не типа FLOAT.
Например, обращение
INT I;
FLOAT X;
CHAR NAME[50];
SCANF("&D %F %S", &I, &X, NAME);
со строкой на вводе
25 54.32E-1 THOMPSON
приводит к присваиванию I значения 25,X - значения 5.432 и
NAME - строки "THOMPSON", надлежащим образом законченной
символом \ 0. эти три поля ввода можно разделить столькими
пробелами, табуляциями и символами новых строк, сколько вы
пожелаете. Обращение
присвоит I значение 56, X - 789.0, пропустит 0123 и поместит
в NAME строку "45". при следующем обращении к любой процеду-
ре ввода рассмотрение начнется с буквы A. В этих двух приме-
рах NAME является указателем и, следовательно, перед ним не
нужно помещать знак &.
В качестве другого примера перепишем теперь элементарный
калькулятор из главы 4, используя для преобразования ввода
функцию SCANF:
#INCLUDE <STDIO.H>
MAIN() /* RUDIMENTARY DESK CALCULATOR */
\(
DOUBLE SUM, V;
SUM =0;
WHILE (SCANF("%LF", &V) !=EOF)
PRINTF("\T%.2F\N", SUM += V);
\)
выполнение функции SCANF заканчивается либо тогда, когда она
исчерпывает свою управляющую строку, либо когда некоторый
элемент ввода не совпадает с управляющей спецификацией. В
качестве своего значения она возвращает число правильно сов-
падающих и присвоенных элементов ввода. Это число может быть
- 159 -
использовано для определения количества найденных элементов
ввода. при выходе на конец файла возвращается EOF; подчерк-
нем, что это значение отлично от 0, что следующий вводимый
символ не удовлетворяет первой спецификации в управляющей
строке. При следующем обращении к SCANF поиск возобновляется
непосредственно за последним введенным символом.
Заключительное предостережение: аргументы функции SCANF
должны быть указателями. Несомненно наиболее распространен-
ная ошибка состоит в написании
SCANF("%D", N);
вместо
SCANF("%D", &N);
7.5. Форматное преобразование в памяти
От функции SCANF и PRINTF происходят функции SSCANF и
SPRINTF, которые осуществляют аналогичные преобразования, но
оперируют со строкой, а не с файлом. Обращения к этим функ-
циям имеют вид:
Как и раньше , функция SPRINTF преобразует свои аргументы
ARG1, ARG2 и т.д. В соответствии с форматом, указанным в
CONTROL, но помещает результаты в STRING, а не в стандартный
вывод. KОнечно, строка STRING должна быть достаточно велика,
чтобы принять результат. Например, если NAME - это символь-
ный массив, а N - целое, то
SPRINTF(NAME, "TEMP%D", N);
создает в NAME строку вида TEMPNNN, где NNN - значение N.
Функция SSCANF выполняет обратные преобразования - она
просматривает строку STRING в соответствии с форматом в ар-
гументе CONTROL и помещает результирующие значения в аргу-
менты ARG1, ARG2 и т.д.эти аргументы должны быть указателя-
ми. В результате обращения
SSCANF(NAME, "TEMP%D", &N);
переменная N получает значение строки цифр, следующих за
TEMP в NAME.
Упражнение 7-2.
--------------
Перепишите настольный калькулятор из главы 4, используя
для ввода и преобразования чисел SCANF и/или SSCANF.
- 160 -
7.6. Доступ к файлам
Все до сих пор написанные программы читали из стандарт-
ного ввода и писали в стандартный вывод, относительно кото-
рых мы предполагали, что они магическим образом предоставле-
ны программе местной операционной системой.
Следующим шагом в вопросе ввода-вывода является написа-
ние программы, работающей с файлом, который не связан зара-
нее с программой. одной из программ, которая явно демонстри-
рует потребность в таких операциях, является CAT, которая
объединяет набор из нескольких именованных файлов в стандар-
тный вывод. Программа CAT используется для вывода файлов на
терминал и в качестве универсального сборщика ввода для
программ, которые не имеют возможности обращаться к файлам
по имени. Например, команда
CAT X.C.Y.C
печатает содержимое файлов X.C и Y.C в стандартный вывод.
Вопрос состоит в том, как организовать чтение из имено-
ванных файлов, т.е., как связать внешние имена, которыми
мыслит пользователь, с фактически читающими данные операто-
рами.
Эти правила просты. Прежде чем можно считывать из неко-
торого файла или записывать в него, этот файл должен быть
открыт с помощью функции FOPEN из стандартной библиотеки.
функция FOPEN берет внешнее имя (подобное X.C или Y.C), про-
водит некоторые обслуживающие действия и переговоры с опера-
ционной системой (детали которых не должны нас касаться) и
возвращает внутреннее имя, которое должно использоваться при
последующих чтениях из файла или записях в него.
Это внутреннее имя, называемое "указателем файла", фак-
тически является указателем структуры, которая содержит ин-
формацию о файле, такую как место размещения буфера, текущая
позиция символа в буфере, происходит ли чтение из файла или
запись в него и тому подобное. Пользователи не обязаны знать
эти детали, потому что среди определений для стандартного
ввода-вывода, получаемых из файла STDIO.H, содержится опре-
деление структуры с именем FILE. Единственное необходимое
для указателя файла описание демонстрируется примером:
FILE *FOPEN(), *FP;
Здесь говорится, что FP является указателем на FILE и
FOPEN возвращает указатель на FILE. Oбратите внимание, что
FILE является именем типа, подобным INT, а не ярлыку струк-
туры; это реализовано как TYPEDEF. (Подробности того, как
все это работает на системе UNIX, приведены в главе 8).
Фактическое обращение к функции FOPEN в программе имеет
вид:
FP=FOPEN(NAME,MODE);
- 161 -
Первым аргументом функции FOPEN является "имя" файла, кото-
рое задается в виде символьной строки. Второй аргумент MODE
("режим") также является символьной строкой, которая указы-
вает, как этот файл будет использоваться. Допустимыми режи-
мами являются: чтение ("R"), запись ("W") и добавление
("A").
Если вы откроете файл, который еще не сущетвует, для за-
писи или добавления, то такой файл будет создан (если это
возможно). Открытие существующего файла на запись приводит к
отбрасыванию его старого содержимого. Попытка чтения несу-
ществующего файла является ощибкой. Ошибки могут быть обус-
ловлены и другими причинами (например, попыткой чтения из
файла, не имея на то разрешения). При наличии какой-либо
ошибки функция возвращает нулевое значение указателя NULL
(которое для удобства также определяется в файле STDIO.H).
Другой необходимой вещью является способ чтения или за-
писи, если файл уже открыт. Здесь имеется несколько возмож-
ностей, из которых GETC и PUTC являются простейшими.функция
GETC возвращает следующий символ из файла; ей необходим ука-
затель файла, чтобы знать, из какого файла читать. Таким об-
разом,
C=GETC(FP)
помещает в "C" следующий символ из файла, указанного посред-
ством FP, и EOF, если достигнут конец файла.
Функция PUTC, являющаяся обращением к функции GETC,
PUTC(C,FP)
помещает символ "C" в файл FP и возвращает "C". Подобно фун-
кциям GETCHAR и PUTCHAR, GETC и PUTC могут быть макросами, а
не функциями.
При запуске программы автоматически открываются три фай-
ла, которые снабжены определенными указателями файлов. Этими
файлами являются стандартный ввод, стандартный вывод и стан-
дартный вывод ошибок; соответствующие указатели файлов назы-
ваются STDIN, STDOUT и STDERR. Обычно все эти указатели свя-
заны с терминалом, но STDIN и STDOUT могут быть перенаправ-
лены на файлы или в поток (PIPE), как описывалось в разделе
7.2.
Функции GETCHAR и PUTCHAR могут быть определены в терми-
налах GETC, PUTC, STDIN и STDOUT следующим образом:
#DEFINE GETCHAR() GETC(STDIN) #DEFINE PUTCHAR(C) PUTC(C,
STDOUT)
При работе с файлами для форматного ввода и вывода можно ис-
пользовать функции FSCANF и FPRINTF. Они идентичны функциям
SCANF и PRINTF, за исключением того, что первым аргументом
является указатель файла, определяющий тот файл, который бу-
дет читаться или куда будет вестись запись; управляющая
строка будет вторым аргументом.
- 162 -
Покончив с предварительными замечаниями, мы теперь в
состоянии написать программу CAT для конкатенации файлов.
Используемая здесь основная схема оказывается удобной во
многих программах: если имеются аргументы в командной стро-
ке, то они обрабатываются последовательно. Если такие аргу-
менты отсутствуют, то обрабатывается стандартный ввод. Это
позволяет использовать программу как самостоятельно, так и
как часть большей задачи.
#INCLUDE <STDIO.H>
MAIN(ARGC, ARGV) /*CAT: CONCATENATE FILES*/
INT ARGC;
CHAR *ARGV[];
\(
FILE *FP, *FOPEN();
IF(ARGC==1) /*NO ARGS; COPY STANDARD INPUT*/
FILECOPY(STDIN);
ELSE
WHILE (--ARGC > 0)
IF ((FP=FOPEN(*++ARGV,"R"))==NULL) \(
PRINTF("CAT:CAN'T OPEN %\N",*ARGV);
BREAK;
\) ELSE \(
FILECOPY(FP);
FCLOSE(FP);
\)
\)
FILECOPY(FP) /*COPY FILE FP TO STANDARD OUTPUT*/
FILE *FP;
\(
INT C;
WHILE ((C=GETC(FP)) !=EOF)
PUTC(C, STDOUT);
\)
Указатели файлов STDIN и STDOUT заранее определены в библио-
теке ввода-вывода как стандартный ввод и стандартный вывод;
они могут быть использованы в любом месте, где можно исполь-
зовать объект типа FILE*.они однако являются константами, а
не переменными, так что не пытайтесь им что-либо присваи-
вать.
Функция FCLOSE является обратной по отношению к FOPEN;
она разрывает связь между указателем файла и внешним именем,
установленную функцией FOPEN, и высвобождает указатель файла
для другого файла.большинство операционных систем имеют не-
которые ограничения на число одновременно открытых файлов,
которыми может распоряжаться программа. Поэтому, то как мы
поступили в CAT, освободив не нужные нам более объекты, яв-
ляется хорошей идеей. Имеется и другая причина для примене-
ния функции FCLOSE к выходному файлу - она вызывает выдачу
информации из буфера, в котором PUTC собирает вывод. (При
нормальном завершении работы программы функция FCLOSE вызы-
вается автоматически для каждого открытого файла).
- 163 -
7.7. Обработка ошибок - STDERR и EXIT
Обработка ошибок в CAT неидеальна. Неудобство заключает-
ся в том, что если один из файлов по некоторой причине ока-
зывается недоступным, диагностическое сообщение об этом пе-
чатается в конце объединенного вывода. Это приемлемо, если
вывод поступает на терминал, но не годится, если вывод пос-
тупает в некоторый файл или через поточный (PIPELINE) меха-
низм в другую программу.
Чтобы лучше обрабатывать такую ситуацию, к программе
точно таким же образом, как STDIN и STDOUT, присоединяется
второй выходной файл, называемый STDERR. Если это вообще
возможно, вывод, записанный в файле STDERR, появляется на
терминале пользователя, даже если стандартный вывод направ-
ляется в другое место.
Давайте переделаем программу CAT таким образом, чтобы
сообщения об ошибках писались в стандартный файл ошибок.
Программа сообщает об ошибках двумя способами. Диагностичес-
кое сообщение, выдаваемое функцией FPRINTF, поступает в
STDERR и, таким образом, оказывается на терминале пользова-
теля, а не исчезает в потоке (PIPELINE) или в выходном фай-
ле.
Программа также использует функцию EXIT из стандартной
библиотеки, обращение к которой вызывает завершение выполне-
ния программы. Аргумент функции EXIT доступен любой програм-
ме, обращающейся к данной функции, так что успешное или неу-
дачное завершение данной программы может быть проверено дру-
гой программой, использующей эту в качестве подзадачи. По
соглашению величина 0 в качетсве возвращаемого значения сви-
детельствует о том, что все в порядке, а различные ненулевые
значения являются признаками нормальных ситуаций.
- 164 -
Функция EXIT вызывает функцию FCLOSE для каждого откры-
того выходного файла, с тем чтобы вывести всю помещенную в
буферы выходную информацию, а затем вызывает функцию _EXIT.
Функция _EXIT приводит к немедленному завершению без очистки
каких-либо буферов; конечно, при желании к этой функции мож-
но обратиться непосредственно.
7.8. Ввод и вывод строк
Стандартная библиотека содержит функцию FGETS, совершен-
но аналогичную функции GETLINE, которую мы использовали на
всем протяжении книги. В результате обращения
FGETS(LINE, MAXLINE, FP)
следующая строка ввода (включая символ новой строки) считы-
вается из файла FP в символьный массив LINE; самое большое
MAXLINE_1 символ будет прочитан. Результирующая строка за-
канчивается символом \ 0. Нормально функция FGETS возвращает
LINE; в конце файла она возвращает NULL. (Наша функция
GETLINE возвращает длину строки, а при выходе на конец файла
- нуль).
Предназначенная для вывода функция FPUTS записывает
строку (которая не обязана содержать символ новой строки) в
файл:
FPUTS(LINE, FP)
Чтобы показать, что в функциях типа FGETS и FPUTS нет
ничего таинственного, мы приводим их ниже, скопированными
непосредственно из стандартной библиотеки ввода-вывода:
#INCLUDE <STDIO.H>
CHAR *FGETS(S,N,IOP) /*GET AT MOST N CHARS FROM IOP*/
CHAR *S;
INT N;
REGISTER FILE *IOP;
\(
REGISTER INT C;
REGISTER CHAR *CS;
CS = S;
WHILE(--N>0&&(C=GETC(IOP)) !=EOF)
IF ((*CS++ = C)=='\N')
BREAK;
*CS = '\0';
RETURN((C==EOF && CS==S) 7 NULL : S);
\)
FPUTS(S,IOP) /*PUT STRING S ON FILS IOP*/
REGISTER CHAR *S;
REGISTER FILE *IOP;
\(
REGISTER INT C;
WHILE (C = *S++)
PUTC(C,IOP);
\)
- 165 -
Упражнение 7-3.
---------------
Напишите программу сравнения двух файлов, которая будет
печатать первую строку и позицию символа, где они различают-
ся.
Упражнение 7-4.
---------------
Переделайте программу поиска заданной комбинации симво-
лов из главы 5 таким образом, чтобы в качестве ввода исполь-
зовался набор именованных файлов или, если никакие файлы не
указаны как аргументы, стандартный ввод. Следует ли печатать
имя файла при нахождении подходящей строки?
Упражнение 7-5.
--------------
Напишите программу печати набора файлов, которая начина-
ет каждый новый файл с новой страницы и печатает для каждого
файла заголовок и счетчик текущих страниц.
7.9. Несколько разнообразных функций
Стандартная библиотека предоставляет множество разнооб-
разных функций, некоторые из которых оказываются особенно
полезными. Мы уже упоминали функции для работы со строками:
STRLEN, STRCPY, STRCAT и STRCMP. Вот некоторые другие.
7.9.1. Проверка вида символов и преобразования
Некоторые макросы выполняют проверку символов и преобра-
зования:
SALPHA(C) не 0, если "C" алфавитный символ,
0 - если нет.
SUPPER(C) Не 0, если "C" буква верхнего регистра,
0 - если нет.
SLOWER(C) Не 0, если "C" буква нижнего регистра,
0 - если нет.
SDIGIT(C) Не 0, если "C" цифра,
0 - если нет.
SSPACL(C) Не 0, если "C" пробел, табуляция
или новая строка, 0 - если нет.
OUPPER(C) Преобразует "C" в букву верхнего регистра.
OLOWER(C) Преобразует "C" в букву нижнего регистра.
7.9.2. Функция UNGETC
Стандартная библиотека содержит довольно ограниченную
версию функции UNGETCH, написанной нами в главе 4; она назы-
вается UNGETC. В результате обращения
UNGETC(C,FP)
символ "C" возвращается в файл FP. Позволяется возвращать в
каждый файл только один символ. Функция UNGETC может быть
использована в любой из функций ввода и с макросами типа
SCANF, GETC или GETCHAR.
- 166 -
7.9.3. Обращение к системе
Функция SYSTEM(S) выполняет команду, содержащуюся в сим-
вольной строке S, и затем возобновляет выполнение текущей
программы. Содержимое S сильно зависит от используемой опе-
рационной системы. В качестве тривиального примера, укажем,
что на системе UNIX строка
SYSTEM("DATE");
приводит к выполнению программы DATE, которая печатает дату
и время дня.
7.9.4. Управление памятью
Функция CALLOC весьма сходна с функцией ALLOC, использо-
ванной нами в предыдущих главах. В результате обращения
CALLOC(N, SIZEOF(OBJCCT))
возвращается либо указатель пространства, достаточного для
размещения N объектов указанного размера, либо NULL, если
запрос не может быть удволетворен. Отводимая память инициа-
лизируется нулевыми значениями.
Указатель обладает нужным для рассматриваемых объектов
выравниванием, но ему следует приписывать соответствующий
тип, как в
CHAR *CALLOC();
INT *IP;
IP=(INT*) CALLOC(N,SIZEOF(INT));
Функция CFREE(P) освобождает пространство, на которое
указывает "P", причем указатель "P" певоначально должен быть
получен в результате обращения к CALLOC. Здесь нет никаких
ограничений на порядок освобождения пространства, но будет
неприятнейшей ошибкой освободить что-нибудь, что не было по-
лучено обращением к CALLOC.
Реализация программы распределения памяти, подобной
CALLOC, в которой размещенные блоки могут освобождаться в
произвольном порядке, продемонстрирована в главе 8.
