WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

«А. Богатырёв, 1992-96 -1- Си в UNIX™ А. Богатырёв Язык Си в системе UNIX ...»

-- [ Страница 6 ] --

} } /* Разобрать строку в список лексем (токенов) */ #define opsym(c) ((c) && strchr("+-=!~^|&*/%<>", (c))) #define is_alpha(c) (isalpha(c) || (c) == '_') #define is_alnum(c) (isalnum(c) || (c) == '_') void lex(Token **hd, Token **tl, register char *s){ char *p, csave;

TokenType type;

while(*s){ while( isspace(*s)) ++s;

p = s;

if( !*s ) break;

if(isdigit (*s)){ type = NUM;

while(isdigit (*s))s++;

} else if(is_alpha(*s)){ type = ID;

while(is_alnum(*s))s++;

} else if(*s == '('){ type = OPEN;

s++;

} else if(*s == ')'){ type = CLOSE;

s++;

} else if(*s == ','){ type = COMMA;

s++;

} else if(*s == ';

'){ type = SMC;

s++;

} else if(opsym(*s)){ type = OP;

while(opsym(*s)) s++;

} else { type = UNKNOWN;

s++;

} csave = *s;

*s = '\0';

addtoken(hd, tl, p, type);

*s = csave;

} } /* Распечатка списка лексем */ void printlex(char *msg, Token *t){ if(msg && *msg) printf("%s: ", msg);

for(;

t != NULL;

t = t->next) printf("%s`%s' ", toknames[(int)t->type], t->token);

putchar('\n');

} /* Система переменных ----------------------------------------- */ #define NEXT(v) *v = (*v)->next #define TOKEN(v) (*v)->token #define TYPE(v) (*v)->type #define eq(str1, str2) (!strcmp(str1, str2)) jmp_buf breakpoint;

#define ERR(msg,val) { printf("%s\n", msg);

longjmp(breakpoint, val+1);

} typedef struct { char *name;

/* Имя переменной */ int value;

/* Значение переменной */ int isset;

/* Получила ли значение ? */ } Var;

#define MAXV Var vars[MAXV];

/* Получить значение переменной */ int getVar(char *name){ Var *ptr;

for(ptr=vars;

ptr->name;

ptr++) if(eq(name, ptr->name)){ if(ptr->isset) return ptr->value;

printf("%s: ", name);

ERR("variable is unbound yet", 0);

} printf("%s: ", name);

ERR("undefined variable", 0);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 291 - Си в UNIX™ /* Создать новую переменную */ Var *internVar(char *name){ Var *ptr;

for(ptr=vars;

ptr->name;

ptr++) if(eq(name, ptr->name)) return ptr;

ptr->name = strdup(name);

ptr->isset = 0;

ptr->value = 0;

return ptr;

} /* Установить значение переменной */ void setVar(Var *ptr, int val){ ptr->isset = 1;

ptr->value = val;

} /* Распечатать значения переменных */ void printVars(){ Var *ptr;

for(ptr=vars;

ptr->name;

++ptr) printf("\t%s %s %d\n", ptr->isset ? "BOUND ":"UNBOUND", ptr->name, ptr->value);

} /* Синтаксический разбор и одновременное вычисление ----------- */ /* Вычисление встроенных функций */ int apply(char *name, int args[], int nargs){ if(eq(name, "power2")){ if(nargs != 1) ERR("power2: wrong argument count", 0);

return (1 << args[0]);

} else if(eq(name, "min")){ if(nargs != 2) ERR("min: wrong argument count", 0);

return (args[0] < args[1] ? args[0] : args[1]);

} else if(eq(name, "max")){ if(nargs != 2) ERR("max: wrong argument count", 0);

return (args[0] < args[1] ? args[1] : args[0]);

} else if(eq(name, "sum")){ register i, sum;

for(i=0, sum=0;

i < nargs;

sum += args[i++]);

return sum;

} else if(eq(name, "rand")){ switch(nargs){ case 0: return rand();

case 1: return rand() % args[0];

case 2: return args[0] + rand() % (args[1] - args[0] + 1);

default: ERR("rand: wrong argument count", 0);

} } ERR("Unknown function", args[0]);

} /* Вычислить выражение из списка лексем. */ /* Синтаксис задан праворекурсивной грамматикой */ int expr(Token *t){ int val = 0;

if(val = setjmp(breakpoint)) return val - 1;

val = expression(&t);

if(t){ printlex(NULL, t);

ERR("Extra tokens", val);

} return val;

} /* = | ";

" */ int expression(Token **v){ int arg = expass(v);

if(*v && TYPE(v) == SMC ){ NEXT(v);

return expression(v);

} else return arg;

} А. Богатырёв, 1992-96 - 292 - Си в UNIX™ /* = <ПЕРЕМЕННАЯ> "=" | */ int expass(Token **v){ int arg;

if(*v && (*v)->next && (*v)->next->type == OP && eq((*v)->next->token, "=")){ Var *ptr;

/* присваивание (assignment) */ if( TYPE(v) != ID ) /* слева нужна переменная */ ERR("Lvalue needed", 0);

ptr = internVar(TOKEN(v));

NEXT(v);

NEXT(v);

setVar(ptr, arg = expass(v));

return arg;

} return exp0(v);

} /* = | "||" */ int exp0(Token **v){ int arg = exp1(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "||")){ NEXT(v);

return(exp0(v) || arg );

/* помещаем arg ВТОРЫМ, чтобы второй операнд вычислялся * ВСЕГДА (иначе не будет исчерпан список токенов и * возникнет ошибка в expr();

Это не совсем по правилам Си.

*/ } else return arg;

} /* = | "&&" */ int exp1(Token **v){ int arg = exp2(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "&&")){ NEXT(v);

return(exp1(v) && arg);

} else return arg;

} /* = | "|" */ int exp2(Token **v){ int arg = exp2a(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "|")){ NEXT(v);

return( arg | exp2(v));

} else return arg;

} /* = | "^" */ int exp2a(Token **v){ int arg = exp2b(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "^")){ NEXT(v);

return( arg ^ exp2a(v));

} else return arg;

} /* = | "&" */ int exp2b(Token **v){ int arg = exp2c(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "&")){ NEXT(v);

return( arg & exp2b(v));

} else return arg;

} /* = | "==" | "!=" */ int exp2c(Token **v){ int arg = exp3(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "==")){ NEXT(v);

return( arg == exp3(v));

} else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "!=")){ NEXT(v);

return( arg != exp3(v));

} else return arg;

} А. Богатырёв, 1992-96 - 293 - Си в UNIX™ /* = | ">" | "<" | ">=" | "<=" */ int exp3(Token **v){ int arg = exp3a(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), ">")){ NEXT(v);

return( arg && exp3(v));

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "<")){ NEXT(v);

return( arg && exp3(v));

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), ">=")){ NEXT(v);

return( arg && exp3(v));

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "<=")){ NEXT(v);

return( arg && exp3(v));

} else return arg;

} /* = | "<<" | ">>" */ int exp3a(Token **v){ int arg = exp4(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "<<")){ NEXT(v);

return( arg << exp3a(v));

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), ">>")){ NEXT(v);

return( arg && exp3a(v));

} else return arg;

} /* = | "+" | "-" */ int exp4(Token **v){ int arg = exp5(v);

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "+")){ NEXT(v);

return( arg + exp4(v));

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "-")){ NEXT(v);

return( arg - exp4(v));

} else return arg;

} /* = | "*" | "/" | "%" */ int exp5(Token **v){ int arg = exp6(v), arg1;

if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "*")){ NEXT(v);

return( arg * exp5(v));

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "/")){ NEXT(v);

if((arg1 = exp5(v)) == 0) ERR("Zero divide", arg);

return( arg / arg1);

}else if(*v && TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "%")){ NEXT(v);

if((arg1 = exp5(v)) == 0) ERR("Zero module", arg);

return( arg % arg1);

} else return arg;

} А. Богатырёв, 1992-96 - 294 - Си в UNIX™ /* = "!" | "~" | "-" | "(" ")" | <ИМЯФУНКЦИИ> "(" [ [ "," ]... ] ")" | <ЧИСЛО> | */ int exp6(Token **v){ int arg;

if( !*v) ERR("Lost token", 0);

if(TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "!")){ NEXT(v);

return !exp6(v);

} if(TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "~")){ NEXT(v);

return ~exp6(v);

} if(TYPE(v) == OP && eq(TOKEN(v), "-")){ NEXT(v);

return -exp6(v);

/* унарный минус */ } if(TYPE(v) == OPEN){ NEXT(v);

arg = expression(v);

if( !*v || TYPE(v) != CLOSE) ERR("Lost ')'", arg);

NEXT(v);

return arg;

} if(TYPE(v) == NUM){ /* изображение числа */ arg = atoi(TOKEN(v));

NEXT(v);

return arg;

} if(TYPE(v) == ID){ char *name = (*v)->token;

int args[20], nargs = 0;

NEXT(v);

if(! (*v && TYPE(v) == OPEN)){ /* Переменная */ return expvar(v, name);

} /* Функция */ args[0] = 0;

do{ NEXT(v);

if( *v && TYPE(v) == CLOSE ) break;

/* f() */ args[nargs++] = expression(v);

} while( *v && TYPE(v) == COMMA);

if(! (*v && TYPE(v) == CLOSE)) ERR("Error in '()'", args[0]);

NEXT(v);

return apply(name, args, nargs);

} printlex(TOKEN(v), *v);

ERR("Unknown token type", 0);

} /* = <ПЕРЕМЕННАЯ> | <ПЕРЕМЕННАЯ> "++" | <ПЕРЕМЕННАЯ> "--" Наши операции ++ и -- соответствуют ++x и --x из Си */ int expvar(Token **v, char *name){ int arg = getVar(name);

Var *ptr = internVar(name);

if(*v && TYPE(v) == OP){ if(eq(TOKEN(v), "++")){ NEXT(v);

setVar(ptr, ++arg);

return arg;

} if(eq(TOKEN(v), "--")){ NEXT(v);

setVar(ptr, --arg);

return arg;

} } return arg;

} А. Богатырёв, 1992-96 - 295 - Си в UNIX™ /* Головная функция ------------------------------------------- */ char input[256];

Token *head, *tail;

void main(){ do{ printf(": ");

fflush(stdout);

if( !gets(input)) break;

if(!*input){ printVars();

continue;

} if(eq(input, "!!")) ;

/* ничего не делать, т.е. повторить */ else{ if(head) freelex(&head);

lex(&head, &tail, input);

} printf("Result: %d\n", expr(head));

} while(1);

putchar('\n');

} 7.69. Напишите программу, выделяющую n-ое поле из каждой строки файла. Поля разделяются двоето чиями. Предусмотрите задание символа-разделителя из аргументов программы. Используйте эту про грамму для выделения поля "домашний каталог" из файла /etc/passwd. Для выделения очередного поля можно использовать следующую процедуру:

main(){ char c, *next, *strchr();

int nfield;

char *s = "11111:222222222:333333:444444";

for(nfield=0;

;

nfield++){ if(next = strchr(s, ':')){ c= *next;

*next= '\0';

} printf( "Поле #%d: '%s'\n", nfield, s);

/* можно сделать с полем s что-то еще */ if(next){ *next= c;

s= next+1;

continue;

} else { break;

/* последнее поле */ } } } 7.70. Разработайте архитектуру и систему команд учебной машины и напишите интерпретатор учебного ассемблера, отрабатывающего по крайней мере такие команды:

пересылка (:=) add сложение mov вычитание cmp сравнение и выработка признака sub переход jeq переход, если == jmp переход, если < jle переход, если <= jlt изменение знака not инвертирование признака neg 7.71. Напишите программу, преобразующую определения функций Си в "старом" стиле в "новый" стиль стандарта ANSI ("прототипы" функций).

f(x, y, s, v) int x;

char *s;

struct elem *v;

{... } преобразуется в int f(int x, int y, char *s, struct elem *v) {... } (обратите внимание, что переменная y и сама функция f описаны по умолчанию как int). Еще пример:

char *ff() {... } заменяется на char *ff(void){... } В данной задаче вам возможно придется использовать программу lex.

В списке аргументов прототипа должны быть явно указаны типы всех аргументов - описатель int нельзя опускать. Так А. Богатырёв, 1992-96 - 296 - Си в UNIX™ q(x, s) char *s;

{... } // не прототип, допустимо.

// x - int по умолчанию.

char *s);

// недопустимо.

q(x, q(int x, char *s);

// верно.

Собственно под "прототипом" понимают предварительное описание функции в новом стиле - где вместо тела {...} сразу после заголовка стоит точка с запятой.

long f(long x, long y);

/* прототип */...

long f(long x, long y){ return x+y;

} /* реализация */ В прототипе имена аргументов можно опускать:

long f(long, long);

/* прототип */ char *strchr(char *, char);

Это предварительное описание помещают где-нибудь в начале программы, до первого вызова функции. В современном Си прототипы заменяют описания вида extern long f();

о которых мы говорили раньше. Прототипы предоставляют программисту механизм для автоматического контроля формата вызова функции. Так, если функция имеет прототип double f( double );

и вызывается как double x = f( 12 );

то компилятор автоматически превратит это в double x = f( (double) 12 );

(поскольку существует приведение типа от int к double);

если же написано f( "привет" );

то компилятор сообщит об ошибке (так как нет преобразования типа (char *) в double).

Прототип принуждает компилятор проверять:

a) соответствие ТИПОВ фактических параметров (при вызове) типам формальных параметров (в прото типе);

b) соответствие КОЛИЧЕСТВА фактических и формальных параметров;

c) тип возвращаемого функцией значения.

Прототипы обычно помещают в include-файлы. Так в ANSI стандарте Си предусмотрен файл, подключаемый #include в котором определены прототипы функций из стандартной библиотеки языка Си. Черезвычайно полезно писать эту директиву include, чтобы компилятор проверял, верно ли вы вызываете стандартные функции.

Заметим, что если вы определили прототипы каких-то функций, но в своей программе используете не все из этих функций, то функции, соответствующие "лишним" прототипам, НЕ будут добавляться к вашей программе из библиотеки. Т.е. прототипы - это указание компилятору;

ни в какие машинные команды они не транслируются. То же самое касается описаний внешних переменных и функций в виде extern int x;

extern char *func();

Если вы не используете переменную или функцию с таким именем, то эти строки не имеют никакого эффекта (как бы вообще отсутствуют).

7.72. Обратная задача: напишите преобразователь из нового стиля в старый.

int f( int x, char *y ){... } переводить в int f( x, y ) int x;

char *y;

{... } 7.73. Довольно легко использовать прототипы таким образом, что они потеряют всякий смысл. Для этого надо написать программу, состоящую из нескольких файлов, и в каждом файле использовать свои прото типы для одной и той же функции. Так бывает, когда вы поменяли функцию и прототип в одном файле, быть может во втором, но забыли сделать это в остальных.

А. Богатырёв, 1992-96 - 297 - Си в UNIX™ ------- файл a.c ------- void g(void);

void h(void);

int x = 0, y = 13;

void f(int arg){ printf("f(%d)\n", arg);

x = arg;

x++;

} int main(int ac, char *av[]){ h();

f(1);

g();

printf("x=%d y=%d\n", x, y);

return 0;

} ------- файл b.c ------- extern int x, y;

int f(int);

void g(){ y = f(5);

} ------- файл c.c ------- void f();

void h(){ f();

} Выдача программы:

abs@wizard$ cc a.c b.c c.c -o aaa a.c:

b.c:

c.c:

abs@wizard$ aaa f(-277792360) f(1) f(5) x=6 y= abs@wizard$ Обратите внимание, что во всех трех файлах f() имеет разные прототипы! Поэтому программа печатает нечто, что довольно-таки бессмысленно!

Решение таково: стараться вынести прототипы в include-файл, чтобы все файлы программы включали одни и те же прототипы. Стараться, чтобы этот include-файл включался также в файл с самим определе нием функции. В таком случае изменение только заголовка функции или только прототипа вызовет ругань компилятора о несоответствии. Вот как должен выглядеть наш проект:

А. Богатырёв, 1992-96 - 298 - Си в UNIX™ ------------ файл header.h ------------ extern int x, y;

void f(int arg);

int main(int ac, char *av[]);

void g(void);

void h(void);

------- файл a.c ------- #include "header.h" int x = 0, y = 13;

void f(int arg){ printf("f(%d)\n", arg);

x = arg;

x++;

} int main(int ac, char *av[]){ h();

f(1);

g();

printf("x=%d y=%d\n", x, y);

return 0;

} ------- файл b.c ------- #include "header.h" void g(){ y = f(5);

} ------- файл c.c ------- #include "header.h" void h(){ f();

} Попытка компиляции:

abs@wizard$ cc a.c b.c c.c -o aaa a.c:

b.c:

"b.c", line 4: operand cannot have void type: op "=" "b.c", line 4: assignment type mismatch:

int "=" void cc: acomp failed for b.c c.c:

"c.c", line 4: prototype mismatch: 0 args passed, 1 expected cc: acomp failed for c.c А. Богатырёв, 1992-96 - 299 - Си в UNIX™ 8. Экранные библиотеки и работа с видеопамятью.

Терминал в UNIX с точки зрения программ - это файл. Он представляет собой два устройства: при записи write() в этот файл осуществляется вывод на экран;

при чтении read()-ом из этого файла - читается информация с клавиатуры.

Современные терминалы в определенном смысле являются устройствами прямого доступа:

• информация может быть выведена в любое место экрана, а не только последовательно строка за стро кой.

• некоторые терминалы позволяют прочесть содержимое произвольной области экрана в вашу программу.

Традиционные терминалы являются самостоятельными устройствами, общающимися с компьютером через линию связи. Протокол† общения образует систему команд терминала и может быть различен для термина лов разных моделей. Поэтому библиотека работы с традиционным терминалом должна решать следующие проблемы:

• настройка на систему команд данного устройства, чтобы одна и та же программа работала на разных типах терминалов.

• эмуляция недостающих в системе команд;

максимальное использование предоставленных терминалом возможностей.

• мимнимизация передачи данных через линию связи (для ускорения работы).

• было бы полезно, чтобы библиотека предоставляла пользователю некоторые логические абстракции, вроде ОКОН - прямоугольных областей на экране, ведущих себя подобно маленьким терминалам.

В UNIX эти задачи решает стандартная библиотека curses (а только первую задачу - более простая библиотека termcap). Для настройки на систему команд конкретного дисплея эти библиотеки считывают описание системы команд, хранящееся в файле /etc/termcap. Кроме них бывают и другие экранные библиотеки, а также существуют иные способы работы с экраном (через видеопамять, см. ниже).

В задачах данного раздела вам придется пользоваться библиотекой curses. При компиляции про грамм эта библиотека подключается при помощи указания ключа -lcurses, как в следующем примере:

cc progr.c -Ox -o progr -lcurses -lm Здесь подключаются две библиотеки: /usr/lib/libcurses.a (работа с экраном) и /usr/lib/libm.a (математиче ские функции, вроде sin, fabs). Ключи для подключения библиотек должны быть записаны в команде САМЫМИ ПОСЛЕДНИМИ. Заметим, что стандартная библиотека языка Си (содержащая системные вызовы, библиотеку stdio (функции printf, scanf, fread, fseek,...), разные часто употребляемые функции (strlen, strcat, sleep, malloc, rand,...)) /lib/libc.a подключается автоматически и не требует указания ключа -lc.

В начале своей программы вы должны написать директиву #include подключающую файл /usr/include/curses.h, в котором описаны форматы данных, используемых библиотекой curses, некоторые предопределенные константы и.т.п. (это надо, чтобы ваша программа пользовалась именно этими стандартными соглашениями). Посмотрите в этот файл!

Когда вы пользуетесь curses-ом, вы НЕ должны пользоваться функциями стандартной библиотеки stdio для непосредственного вывода на экран;

так вы не должны пользоваться функциями printf, putchar.

Это происходит потому, что curses хранит в памяти процесса копию содержимого экрана, и если вы выво дите что-либо на экран терминала обходя функции библиотеки curses, то реальное содержимое экрана и позиция курсора на нем перестают соответствовать хранимым в памяти, и библиотека curses начнет выво дить неправильное изображение.

ПРОГРАММА || | CURSES---копия экрана | printw,addch,move || VV библиотека STDIO --printf,putchar----> экран † Под протоколом в программировании подразумевают ряд соглашений двух сторон (сервера и клиен тов;

двух машин в сети (кстати, термин для обозначения машины в сети - "host" или "site")) о формате (пра вилах оформления) и смысле данных в передаваемых друг другу сообщениях. Аналогия из жизни - челове ческие речь и язык. Речь всех людей состоит из одних и тех же звуков и может быть записана одними и те ми же буквами (а данные - байтами). Но если два человека говорят на разных языках - т.е. по-разному кон струируют фразы и интерпретируют звуки - они не поймут друг друга!

А. Богатырёв, 1992-96 - 300 - Си в UNIX™ Таким образом, curses является дополнительным "слоем" между вашей программой и стандартным выво дом и игнорировать этот слой не следует.

Напомним, что изображение, создаваемое при помощи библиотеки curses, сначала формируется в памяти программы без выполнения каких-либо операций с экраном дисплея (т.е. все функции wmove, waddch, waddstr, wprintw изменяют только ОБРАЗЫ окон в памяти, а на экране ничего не происходит!). И лишь только ПОСЛЕ того, как вы вызовете функцию refresh() ("обновить"), все изменения происшедшие в окнах будут отображены на экране дисплея (такое одновременное обновление всех изменившихся частей экрана позволяет провести ряд оптимизаций). Если вы забудете сделать refresh - экран останется неиз менным. Обычно эту функцию вызывают перед тем, как запросить у пользователя какой-либо ввод с клави атуры, чтобы пользователь увидел текущую "свежую" картинку. Хранение содержимого окон в памяти про граммы позволяет ей считывать содержимое окон, тогда как большинство обычных терминалов не способны выдать в компьютер содержимое какой-либо области экрана.

Общение с терминалом через линию связи (или вообще через последовательный протокол) является довольно медленным. На персональных компьютерах существует другой способ работы с экраном: через прямой доступ в так называемую "видеопамять" - специальную область памяти компьютера, содержимое которой аппаратно отображается на экране консоли. Работа с экраном превращается для программиста в работу с этим массивом байт (запись/чтение). Программы, пользующиеся этим способом, просты и рабо тают очень быстро (ибо доступ к памяти черезвычайно быстр, и сделанные в ней изменения "проявляются" на экране почти мгновенно). Недостаток таких программ - привязанность к конкретному типу машины. Эти программы немобильны и не могут работать ни на обычных терминалах (подключаемых к линии связи), ни на машинах с другой структурой видеопамяти. Выбор между "традиционной" работой с экраном и прямым доступом (фактически - между мобильностью и скоростью) - вопрос принципиальный, тем не менее приня тие решения зависит только от вас. Видеопамять IBM PC в текстовом режиме 80x25 16 цветов имеет сле дующую структуру:

struct symbol{ /* IBM PC family */ char chr;

/* код символа */ char attr;

/* атрибуты символа (цвет) */ } mem[ 25 ] [ 80 ];

/* 25 строк по 80 символов */ Структура байта атрибутов:

------------------------------------------ |7 |6|5|4|3 | 2 | 1 | 0 | # бита ------------------|----------------------- |blink| R | G | B | intensity | r | g | b | цвет ------------------|----------------------- background (фон) | foreground (цвет букв) R - red (красный) G - green (зеленый) B - blue (синий) blink - мерцание букв (не фона!) intensity - повышенная яркость Координатная система на экране: верхний левый угол экрана имеет координаты (0,0), ось X горизонтальна, ось Y вертикальна и направлена сверху вниз.

Цвет символа получается смешиванием 3х цветов: красного, зеленого и синего (электронно-лучевая трубка дисплея имеет 3 электронные пушки, отвечающие этим цветам). Кроме того, допустимы более яркие цвета. 4 бита задают комбинацию 3х основных цветов и повышенной яркости. Образуется 2**4= цветов:

А. Богатырёв, 1992-96 - 301 - Си в UNIX™ I R G B номер цвета BLACK 0 0 0 0 0 черный BLUE 0 0 0 1 1 синий GREEN 0 0 1 0 2 зеленый CYAN 0 0 1 1 3 циановый (серо-голубой) RED 0 1 0 0 4 красный MAGENTA 0 1 0 1 5 малиновый BROWN 0 1 1 0 6 коричневый LIGHTGRAY 0 1 1 1 7 светло-серый (темно-белый) DARKGRAY 1 0 0 0 8 темно-серый LIGHTBLUE 1 0 0 1 9 светло-синий LIGHTGREEN 1 0 1 0 10 светло-зеленый LIGHTCYAN 1 0 1 1 11 светло-циановый LIGHTRED 1 1 0 0 12 ярко-красный LIGHTMAGENTA 1 1 0 1 13 ярко-малиновый YELLOW 1 1 1 0 14 желтый WHITE 1 1 1 1 15 (ярко)-белый Физический адрес видеопамяти IBM PC в цветном алфавитно-цифровом режиме (80x25, 16 цветов) равен 0xB800:0x0000. В MS DOS указатель на эту память можно получить при помощи макроса make far pointer: MK_FP (это должен быть far или huge указатель!). В XENIX† указатель получается при помощи системного вызова ioctl, причем система предоставит вам виртуальный адрес, ибо привелегия работы с физическими адресами в UNIX принадлежит только системе. Работу с экраном в XENIX вы можете увидеть в примере "осыпающиеся буквы".

8.1.

/*#! /bin/cc fall.c -o fall -lx * "Осыпающиеся буквы".

* Использование видеопамяти IBM PC в ОС XENIX.

* Данная программа иллюстрирует доступ к экрану * персонального компьютера как к массиву байт;

* все изменения в массиве немедленно отображаются на экране.

* Функция nap() находится в библиотеке -lx * Показана также работа с портами IBM PC при помощи ioctl().

*/ #include #include /* O_RDWR */ #include #include #include #include #include /* for System V/4 and Interactive UNIX only */ /*#include for XENIX and SCO UNIX only */ #include #ifdef M_I # define far /* на 32-битной машине far не требуется */ #endif char far *screen;

/* видеопамять как массив байт */ /* far - "длинный" (32-битный) адрес(segment,offset) */ int segm;

/* сегмент с видеопамятью */ #define COLS 80 /* число колонок на экране */ #define LINES 25 /* число строк */ #define DELAY 20 /* задержка (миллисекунд) */ int ega;

/* дескриптор для доступа к драйверу EGA */ † XENIX - (произносится "зиникс") версия UNIX для IBM PC, первоначально разработанная фирмой Microsoft и поставляемая фирмой Santa Cruz Operation (SCO).

А. Богатырёв, 1992-96 - 302 - Си в UNIX™ /* структура для обмена с портами */ static struct port_io_struct PORT[ 4 /* не более 4 за раз */] = { /* операция номер порта данные */ /*.dir.port.data */ /* Переустановить flip/flop:

* заставить порт 0x3C0 ожидать пары адрес/значение * при последовательной записи байтов в этот порт.

*/ { IN_ON_PORT, 0x3DA, -1 }, /* IN-чтение */ /* Теперь 3c0 ожидает пары адрес/значение */ { OUT_ON_PORT, 0x3C0, -1 /* адрес */ }, { OUT_ON_PORT, 0x3C0, -1 /* значение*/ }, /* OUT-запись */ /* переинициализировать дисплей, установив бит #5 порта 3c0 */ { OUT_ON_PORT, 0x3C0, 0x20 } };

void closescr(nsig){ /* конец работы */ setbgcolor(0);

/* установить черный фон экрана */ exit(0);

} /* получение доступа к видеопамяти адаптера VGA/EGA/CGA */ void openscr () { static struct videodev { char *dev;

int mapmode;

} vd[] = { { "/dev/vga", MAPVGA }, { "/dev/ega", MAPEGA }, { "/dev/cga", MAPCGA }, { NULL, -1 } }, *v;

/* устройство для доступа к видеоадаптеру */ for(v=vd;

v->dev;

v++ ) if((ega = open (v->dev, O_RDWR)) >= 0 ) goto ok;

fprintf( stderr, "Can't open video adapter\n" );

exit(1);

ok:

/* fprintf(stderr, "Adapter:%s\n", v->dev);

*/ /* получить адрес видеопамяти и доступ к ней */ #ifdef M_I screen = (char *) ioctl (ega, v->mapmode, 0);

#else segm = ioctl (ega, v->mapmode, 0);

screen = sotofar (segm, 0);

/* (segment,offset) to far pointer */ #endif signal( SIGINT, closescr );

} /* макросы для доступа к байтам "символ" и "атрибуты" * в координатах (x,y) экрана.

*/ #define GET(x,y) screen[ ((x) + (y) * COLS ) * 2 ] #define PUT(x,y, c) screen[ ((x) + (y) * COLS ) * 2 ] = (c) #define GETATTR(x,y) screen[ ((x) + (y) * COLS ) * 2 + 1 ] #define PUTATTR(x,y, a) screen[ ((x) + (y) * COLS ) * 2 + 1 ] = (a) /* символ изображается как черный пробел ? */ #define white(c,a) ((isspace(c) || c==0) && (attr & 0160)==0) А. Богатырёв, 1992-96 - 303 - Си в UNIX™ /* установить цвет фона экрана */ void setbgcolor( color ){ PORT[1].data = 0;

/* регистр номер 0 палитры содержит цвет фона */ /* всего в палитре 16 регистров (0x00...0xFF) */ PORT[2].data = color ;

/* новое значение цвета, составленное как битовая маска * RGBrgb (r- красный, g- зеленый, b- синий, RGB- дополнительные * тусклые цвета) */ /* выполнить обмены с портами */ if( ioctl( ega, EGAIO, PORT ) < 0 ){ fprintf( stderr, "Can't out port\n" );

perror( "out" );

} } void main(ac, av) char **av;

{ void fall();

openscr();

if( ac == 1 ){ setbgcolor(020);

/* темно-зеленый фон экрана */ fall();

/* осыпание букв */ } else { if(*av[1] == 'g') /* Установить режим адаптера graphics 640x350 16-colors */ ioctl( ega, SW_CG640x350, NULL);

/* Если вы хотите получить адрес видеопамяти в графическом режиме, * вы должны СНАЧАЛА включить этот режим, * ЗАТЕМ сделать screen=ioctl(ega, v->mapmode, NULL);

* и ЕЩЕ РАЗ сделать включение графического режима.

*/ /* Установить режим адаптера text 80x25 16-colors */ else ioctl( ega, SW_ENHC80x25, NULL);

} closescr(0);

} /* осыпать буквы вниз */ void fall(){ register i, j;

int rest;

int nextcol;

int n;

int changed = 1;

/* не 0, если еще не все буквы опали */ char mask [ COLS ];

while( changed ){ changed = 0;

for( i = 0 ;

i < COLS ;

i++ ) mask[ i ] = 0;

for( i = 0 ;

i < COLS ;

i++ ){ rest = COLS - i;

/* осталось осыпать колонок */ nextcol = rand() % rest;

А. Богатырёв, 1992-96 - 304 - Си в UNIX™ j = 0;

/* индекс в mask */ n = 0;

/* счетчик */ for(;

;

){ if( mask[j] == 0 ){ if( n == nextcol ) break;

n++;

} j++;

} changed += fallColumn( j );

mask[j] = 1;

} } } /* осыпать буквы в одном столбце */ int fallColumn( x ){ register int y;

char ch, attr;

int firstspace = (-1);

int firstnospace = (-1);

Again:

/* find the falled array */ for( y=LINES-1;

y >= 0 ;

y-- ){ ch = GET( x, y );

attr = GETATTR( x,y );

if( white(ch, attr)){ firstspace = y;

goto FindNoSpace;

} } AllNoSpaces:

return 0;

/* ничего не изменилось */ FindNoSpace: /* найти не пробел */ for( ;

y >= 0 ;

y-- ){ ch = GET( x, y );

attr = GETATTR( x, y );

if( !white(ch, attr)){ firstnospace = y;

goto Fall;

} } А. Богатырёв, 1992-96 - 305 - Си в UNIX™ AllSpaces: /* в данном столбце все упало */ return 0;

Fall:

/* "уронить" букву */ for( y = firstnospace ;

y < firstspace ;

y++ ){ /* переместить символ на экране на одну позицию вниз */ ch = GET( x, y );

attr = GETATTR( x, y );

PUT( x, y, 0 );

PUTATTR( x, y, 0 );

PUT( x, y+1, ch );

PUTATTR( x, y+1, attr );

nap( DELAY );

/* подождать DELAY миллисекунд */ } return 1;

/* что-то изменилось */ } 8.2. Для работы может оказаться более удобным иметь указатель на видеопамять как на массив структур.

Приведем пример для системы MS DOS:

#include /* там определено MK_FP */ char far *screen = MK_FP(0xB800 /*сегмент*/, 0x0000 /*смещение*/);

struct symb{ char chr;

char attr;

} far *scr, far *ptr;

#define COLS 80 /* число колонок */ #define LINES 25 /* число строк */ #define SCR(x,y) scr[(x) + COLS * (y)] /* x из 0..79, y из 0..24 */ void main(){ int x, y;

char c;

scr = (struct symb far *) screen;

/* или сразу * scr = (struct symb far *) MK_FP(0xB800,0x0000);

*/ /* переписать строки экрана справа налево */ for(x=0;

x < COLS/2;

x++ ) for( y=0;

y < LINES;

y++ ){ c = SCR(x,y).chr;

SCR(x,y).chr = SCR(COLS-1-x, y).chr;

SCR(COLS-1-x, y).chr = c;

} /* сделать цвет экрана: желтым по синему */ for(x=0;

x < COLS;

x++) for(y=0;

y < LINES;

y++) SCR(x,y).attr = (0xE | (0x1 << 4));

/* желтый + синий фон */ /* прочесть любую кнопку с клавиатуры (пауза) */ (void) getch();

} И, наконец, еще удобнее работа с видеопамятью как с двумерным массивом структур:

А. Богатырёв, 1992-96 - 306 - Си в UNIX™ #include /* MS DOS */ #define COLS #define LINES struct symb { char chr;

char attr;

} (far *scr)[ COLS ] = MK_FP(0xB800, 0);

void main(void){ register x, y;

for(y=0;

y < LINES;

y++) for(x=0;

x < COLS;

++x){ scr[y][x].chr = '?';

scr[y][x].attr = (y << 4) | (x & 0xF);

} getch();

} Учтите, что при работе с экраном через видеопамять, курсор не перемещается! Если в обычной работе с экраном текст выводится в позиции курсора и курсор автоматически продвигается, то здесь курсор будет оставаться на своем прежнем месте. Для перемещения курсора в нужное вам место, вы должны его поста вить явным образом по окончании записи в видеопамять (например, обращаясь к портам видеоконтрол лера).

Обратите внимание, что спецификатор модели памяти far должен указываться перед КАЖДЫМ указа телем (именно для иллюстрации этого в первом примере описан неиспользуемый указатель ptr).

8.3. Составьте программу сохранения содержимого экрана IBM PC (видеопамяти) в текстовом режиме в файл и обратно (в системе XENIX).

8.4. Пользуясь прямым доступом в видеопамять, напишите функции для спасения прямоугольной области экрана в массив и обратно. Вот функция для спасения в массив:

typedef struct { short xlen, ylen;

char *save;

} Pict;

extern void *malloc(unsigned);

Pict *gettext (int x, int y, int xlen, int ylen){ Pict *n = (Pict *) malloc(sizeof *n);

register char *s;

register i, j;

n->xlen = xlen;

n->ylen = ylen;

s = n->save = (char *) malloc( 2 * xlen * ylen );

for(i=y;

i < y+ylen;

i++) for(j=x;

j < x+xlen;

j++){ *s++ = SCR(j,i).chr ;

*s++ = SCR(j,i).attr;

} return n;

} Добавьте проверки на корректность xlen, ylen (в пределах экрана). Напишите функцию puttext для вывода спасенной области обратно;

функцию free(buf) лучше в нее не вставлять.

void puttext (Pict *n, int x, int y){ register char *s = n->save;

register i, j;

for(i=y;

i < y + n->ylen;

i++) for(j=x;

j < x + n->xlen;

j++){ SCR(j,i).chr = *s++;

SCR(j,i).attr = *s++;

} } /* очистка памяти текстового буфера */ void deltext(Pict *n){ free(n->save);

free(n);

} Приведем еще одну полезную функцию, которая может вам пригодиться - это аналог printf при прямой работе с видеопамятью.

А. Богатырёв, 1992-96 - 307 - Си в UNIX™ #include /* текущий цвет: белый по синему */ static char currentColor = 0x1F;

int videoprintf (int x, int y, char *fmt,...){ char buf[512], *s;

va_list var;

/* clipping (отсечение по границам экрана) */ if( y < 0 || y >= LINES ) return x;

va_start(var, fmt);

vsprintf(buf, fmt, var);

va_end(var);

for(s=buf;

*s;

s++, x++){ /* отсечение */ if(x < 0 ) continue;

if(x >= COLS) break;

SCR(x,y).chr = *s;

SCR(x,y).attr = currentColor;

} return x;

} void setcolor (int col){ currentColor = col;

} 8.5. Пользуясь написанными функциями, реализуйте функции для "выскакивающих" окон (pop-up window):

Pict *save;

save = gettext (x,y,xlen,ylen);

//... рисуем цветными пробелами прямоугольник с // углами (x,y) вверху-слева и (x+xlen-1,y+ylen-1) // внизу-справа...

//...рисуем некие таблицы, меню, текст в этой зоне...

// стираем нарисованное окно, восстановив то изображение, // поверх которого оно "всплыло".

puttext (save,x,y);

deltext (save);

Для начала напишите "выскакивающее" окно с сообщением;

окно должно исчезать по нажатию любой кла виши.

c = message(x, y, text);

Размер окна вычисляйте по длине строки text. Код клавиши возвращайте в качестве значения функции.

Теперь сделайте text массивом строк: char *text[];

(последняя строка - NULL).

8.6. Сделайте так, чтобы "выскакивающие" окна имели тень. Для этого надо сохранить в некоторый буфер атрибуты символов (сами символы не надо!), находящихся на местах $:

########## ##########$ ##########$ $$$$$$$$$$ а затем прописать этим символам на экране атрибут 0x07 (белый по черному). При стирании окна (puttext ом) следует восстановить спасенные атрибуты этих символов (стереть тень). Если окно имеет размер xlen*ylen, то размер буфера равен xlen+ylen-1 байт.

8.7. Напишите функцию, рисующую на экране прямоугольную рамку. Используйте ее для рисования рамки окна.

А. Богатырёв, 1992-96 - 308 - Си в UNIX™ 8.8. Напишите "выскакивающее" окно, которое проявляется на экране как бы расширяясь из точки:

############## ###### ############## ### ###### ############## ###### ############## ############## Вам следует написать функцию box(x,y,width,height), рисующую цветной прямоугольник с верхним левым углом (x,y) и размером (width,height). Пусть конечное окно задается углом (x0,y0) и размером (W,H). Тогда "вырастание" окна описывается таким алгоритмом:

void zoom(int x0, int y0, int W, int H){ int x, y, w, h, hprev;

/* промежуточное окно */ for(hprev=0, w=1;

w < W;

w++){ h = H * w;

h /= W;

/* W/H == w/h */ if(h == hprev) continue;

hprev = h;

x = x0 + (W - w)/2;

/* чтобы центры окон */ y = y0 + (H - h)/2;

/* совпадали */ box(x, y, w, h);

delay(10);

/* задержка 10 миллисек. */ } box(x0, y0, W, H);

} 8.9. Составьте библиотеку функций, аналогичных библиотеке curses, для ЭВМ IBM PC в ОС XENIX.

Используйте прямой доступ в видеопамять.

8.10. Напишите рекурсивное решение задачи "ханойские башни" (перекладывание дисков: есть три стержня, на один из них надеты диски убывающего к вершине диаметра. Требуется переложить их на тре тий стержень, никогда не кладя диск большего диаметра поверх диска меньшего диаметра). Усложнение используйте пакет curses для изображения перекладывания дисков на экране терминала. Указание: идея рекурсивного алгоритма:

carry(n, from, to, by) = if( n > 0 ){ carry( n-1, from, by, to );

перенесиОдинДиск( from, to );

to, from );

carry( n-1, by, } Вызов: carry( n, 0, 1, 2 );

- сколько дисков перенести (n > 0).

n from - откуда (номер стержня).

- куда.

to - при помощи (промежуточный стержень).

by n дисков потребуют (2**n)-1 переносов.

8.11. Напишите программу, ищущую выход из лабиринта ("червяк в лабиринте"). Лабиринт загружается из файла.maze (не забудьте про расширение табуляций!). Алгоритм имеет рекурсивную природу и выглядит примерно так:

#include jmp_buf jmp;

int found = 0;

maze(){ /* Это головная функция */ if( setjmp(jmp) == 0 ){ /* начало */ if( неСтенка(x_входа, y_входа)) GO( x_входа, y_входа);

} } /* пойти в точку (x, y) */ GO(x, y){ if( этоВыход(x, y)){ found = 1;

/* нашел выход */ пометить(x, y);

longjmp(jmp, 1);

} пометить(x, y);

if( неСтенка(x-1,y)) GO(x-1, y);

/* влево */ if( неСтенка(x,y-1)) GO(x, y-1);

/* вверх */ if( неСтенка(x+1,y)) GO(x+1, y);

/* вправо */ А. Богатырёв, 1992-96 - 309 - Си в UNIX™ if( неСтенка(x,y+1)) GO(x, y+1);

/* вниз */ снятьПометку(x, y);

} #define пометить(x, y) лабиринт[y][x] = '*' #define снятьПометку(x, y) лабиринт[y][x] = '' #define этоВыход(x, y) (x == x_выхода && y == y_выхода) /* можно искать "золото": (лабиринт[y][x] == '$') */ неСтенка(x, y){ /* стенку изображайте символом @ или # */ if( координатыВнеПоля(x, y)) return 0;

/*край лабиринта*/ return (лабиринт[y][x] == ' ');

} Отобразите массив лабиринт на видеопамять (или воспользуйтесь curses-ом). Вы увидите червяка, ползаю щего по лабиринту в своих исканиях.

8.12. Используя библиотеку termcap напишите функции для:

• очистки экрана.

• позиционирования курсора.

• включения/выключения режима выделения текста инверсией.

8.13. Используя написанные функции, реализуйте программу выбора в меню. Выбранную строку выде ляйте инверсией фона.

/*#!/bin/cc termio.c -O -o termio -ltermcap * Смотри man termio, termcap и screen.

* Работа с терминалом в стиле System-V.

* Работа с системой команд терминала через /etc/termcap * Работа со временем.

* Работа с будильником.

*/ #include /* standard input/output */ #include /* system typedefs */ #include /* terminal input/output */ #include /* signals */ #include /* file control */ #include /* time structure */ void setsigs(), drawItem(), drawTitle(), prSelects(), printTime();

/* Работа с описанием терминала TERMCAP ---------------------------------*/ extern char *getenv ();

/* получить переменную окружения */ extern char *tgetstr ();

/* получить строчный описатель /termcap/ */ extern char *tgoto ();

/* подставить %-параметры /termcap/ */ static char Tbuf[2048], /* буфер для описания терминала, обычно 1024 */ /* Tbuf[] можно сделать локальной автоматической переменной * в функции tinit(), чтобы не занимать место */ Strings[256], /* буфер для расшифрованных описателей */ *p;

/* вспомогательная перем. */ char *tname;

/* название типа терминала */ int COLS, /* число колонок экрана */ LINES;

/* число строк экрана */ char *CM;

/* описатель: cursor motion */ char *CL;

/* описатель: clear screen */ char *CE;

/* описатель: clear end of line */ char *SO, *SE;

/* описатели: standout Start и End */ char *BOLD, *NORM;

/* описатели: boldface and NoStandout */ int BSflag;

/* можно использовать back space '\b' */ А. Богатырёв, 1992-96 - 310 - Си в UNIX™ void tinit () { /* Функция настройки на систему команд дисплея */ p = Strings;

/* Прочесть описание терминала в Tbuf */ switch (tgetent (Tbuf, tname = getenv ("TERM"))) { case -1:

printf ("Нет файла TERMCAP (/etc/termcap).\n");

exit (1);

case 0:

printf ("Терминал %s не описан.\n", tname);

exit (2);

case 1:

break;

/* OK */ } COLS = tgetnum ("co");

/* Прочесть числовые описатели. */ LINES = tgetnum ("li");

CM = tgetstr ("cm", &p);

/* Прочесть строчные описатели. */ CL = tgetstr ("cl", &p);

/* Описатель дешифруется и заносится */ CE = tgetstr ("ce", &p);

/* в массив по адресу p. Затем */ SO = tgetstr ("so", &p);

/* указатель p продвигается на */ SE = tgetstr ("se", &p);

/* свободное место, а адрес расшиф- */ BOLD = tgetstr ("md", &p);

/* рованной строки выдается из ф-ции */ NORM = tgetstr ("me", &p);

BSflag = tgetflag( "bs" );

/* Узнать значение флажка:

1 - есть, 0 - нет */ } /* Макрос, внесенный в функцию.

Дело в том, что tputs в качестве третьего аргумента требует имя функции, которую она вызывает в цикле: (*f)(c);

Если подать на вход макрос, вроде putchar, а не адрес входа в функцию, мы и не достигнем желанного эффекта, и получим ругань от компилятора.

*/ void put (c) char c;

{ putchar (c);

} /* очистить экран */ void clearScreen () { if (CL == NULL) /* Функция tputs() дорасшифровывает описатель */ return;

/* (обрабатывая задержки) и выдает его */ tputs (CL, 1, put);

/* посимвольно ф-цией put(c) 1 раз */ /* Можно выдать команду не 1 раз, а несколько: например если это */ /* команда сдвига курсора на 1 позицию влево '\b' */ } /* очистить конец строки, курсор остается на месте */ void clearEOL () { /* clear to the end of line */ if (CE == NULL) return;

tputs (CE, 1, put);

} /* позиционировать курсор */ void gotoXY (x, y) { /* y - по вертикали СВЕРХУ-ВНИЗ. */ if (x < 0 || y < 0 || x >= COLS || y >= LINES) { printf ("Точка (%d,%d) вне экрана\n", x, y);

return;

} /* CM - описатель, содержащий 2 параметра. Подстановку параметров * делает функция tgoto() */ tputs (tgoto (CM, x, y), 1, put);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 311 - Си в UNIX™ /* включить выделение */ void standout () { if (SO) tputs (SO, 1, put);

} /* выключить выделение */ void standend () { if (SE) tputs (SE, 1, put);

/* else normal();

*/ } /* включить жирный шрифт */ void bold () { if (BOLD) tputs (BOLD, 1, put);

} /* выключить любой необычный шрифт */ void normal () { if (NORM) tputs (NORM, 1, put);

else standend();

} А. Богатырёв, 1992-96 - 312 - Си в UNIX™ /* Управление драйвером терминала --------------------------------- */ #define ESC '\033' #define ctrl(c) ((c) & 037 ) int curMode = 0;

int inited = 0;

struct termio old, new;

int fdtty;

void ttinit () { /* открыть терминал в режиме "чтение без ожидания" */ fdtty = open ("/dev/tty", O_RDWR | O_NDELAY);

/* узнать текущие режимы драйвера */ ioctl (fdtty, TCGETA, &old);

new = old;

/* input flags */ /* отменить преобразование кода '\r' в '\n' на вводе */ new.c_iflag &= ~ICRNL;

if ((old.c_cflag & CSIZE) == CS8) /* 8-битный код */ new.c_iflag &= ~ISTRIP;

/* отменить & 0177 на вводе */ /* output flags */ /* отменить TAB3 - замену табуляций '\t' на пробелы */ /* отменить ONLCR - замену '\n' на пару '\r\n' на выводе */ new.c_oflag &= ~(TAB3 | ONLCR);

/* local flags */ /* выключить режим ICANON, включить CBREAK */ /* выключить эхоотображение набираемых символов */ new.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);

/* control chars */ /* при вводе с клавиш ждать не более... */ new.c_cc[VMIN] = 1;

/* 1 символа и */ new.c_cc[VTIME] = 0;

/* 0 секунд */ /* Это соответствует режиму CBREAK */ /* Символы, нажатие которых заставляет драйвер терминала послать сигнал * либо отредактировать набранную строку. Значение 0 означает, * что соответствующего символа не будет */ new.c_cc[VINTR] = ctrl ('C');

/* символ, генерящий SIGINT */ new.c_cc[VQUIT] = '\0';

/* символ, генерящий SIGQUIT */ new.c_cc[VERASE] = '\0';

/* забой (отмена последнего символа)*/ new.c_cc[VKILL] = '\0';

/* символ отмены строки */ /* По умолчанию эти кнопки равны: DEL, CTRL/\, BACKSPACE, CTRL/U */ setsigs ();

inited = 1;

/* уже инициализировано */ } void openVisual () { /* open visual mode (включить "экранный" режим) */ if (!inited) ttinit ();

if (curMode == 1) return;

/* установить моды драйвера из структуры new */ ioctl (fdtty, TCSETAW, &new);

curMode = 1;

/* экранный режим */ } А. Богатырёв, 1992-96 - 313 - Си в UNIX™ void closeVisual () { /* canon mode (включить канонический режим) */ if (!inited) ttinit ();

if (curMode == 0) return;

ioctl (fdtty, TCSETAW, &old);

curMode = 0;

/* канонический режим */ } /* завершить процесс */ void die (nsig) { normal();

closeVisual ();

/* При завершении программы (в том числе по * сигналу) мы должны восстановить прежние режимы драйвера, * чтобы терминал оказался в корректном состоянии. */ gotoXY (0, LINES - 1);

putchar ('\n');

if (nsig) printf ("Пришел сигнал #%d\n", nsig);

exit (nsig);

} void setsigs () { register ns;

/* Перехватывать все сигналы;

завершаться по ним. */ /* UNIX имеет 15 стандартных сигналов. */ for (ns = 1;

ns <= 15;

ns++) signal (ns, die);

} /* Работа с меню -------------------------------------------- */ struct menu { char *m_text;

/* выдаваемая строка */ int m_label;

/* помечена ли она ? */ } menuText[] = { /* названия песен Beatles */ }, { "Across the Universe", }, { "All I've got to do", }, { "All my loving", }, { "All together now", }, { "All You need is love", }, { "And I love her", }, { "And your bird can sing", }, { "Another girl", }, { "Any time at all", }, { "Ask me why", { NULL, 0 } };

А. Богатырёв, 1992-96 - 314 - Си в UNIX™ #define Y_TOP int nitems;

/* количество строк в меню */ int nselected = 0;

/* количество выбранных строк */ char title[] = "ПРОБЕЛ - вниз, ЗАБОЙ - вверх, ESC - выход, \ ENTER - выбрать, TAB - отменить";

# define TIMELINE void main (ac, av) char **av;

{ char **line;

register i;

int c;

int n;

/* текущая строка */ extern char readkey ();

/* forward */ extern char *ttyname ();

/* имя терминала */ char *mytty;

extern char *getlogin ();

/* имя пользователя */ char *userName = getlogin ();

srand (getpid () + getuid ());

/* инициализировать * датчик случайных чисел */ /* считаем строки меню */ for (nitems = 0;

menuText[nitems].m_text != NULL;

nitems++);

/* инициализируем терминал */ tinit ();

ttinit();

mytty = ttyname(fdtty);

openVisual ();

again:

clearScreen ();

if (mytty != NULL && userName != NULL) { gotoXY (0, TIMELINE);

bold ();

printf ("%s", userName);

normal ();

printf (" at %s (%s)", mytty, tname);

} drawTitle ("", Y_TOP - 4);

drawTitle (title, Y_TOP - 3);

drawTitle ("", Y_TOP - 2);

/* рисуем меню */ for (i = 0;

i < nitems;

i++) { drawItem (i, 20, Y_TOP + i, 0);

} /* цикл перемещений по меню */ for (n=0;

;

) { printTime ();

/* выдаем текущее время */ drawItem (n, 20, Y_TOP + n, 1);

c = getcharacter ();

drawItem (n, 20, Y_TOP + n, 0);

А. Богатырёв, 1992-96 - 315 - Си в UNIX™ switch (c) { case ' ':

go_down:

n++;

if (n == nitems) n = 0;

break;

case '\b': case 0177:

n--;

if (n < 0) n = nitems - 1;

break;

case ESC:

goto out;

case '\t': /* Unselect item */ if (menuText[n].m_label != 0) { menuText[n].m_label = 0;

drawItem (n, 20, Y_TOP + n, 0);

nselected--;

prSelects ();

} goto go_down;

case '\r': /* Select item */ case '\n':

bold ();

drawTitle (menuText[n].m_text, LINES - 2);

/* last but two line */ normal ();

if (menuText[n].m_label == 0) { menuText[n].m_label = 1;

drawItem (n, 20, Y_TOP + n, 0);

nselected++;

prSelects ();

} goto go_down;

default:

goto go_down;

} } out:

clearScreen ();

gotoXY (COLS / 3, LINES / 2);

bold ();

printf ("Нажми любую кнопку.");

normal ();

/* замусорить экран */ while (!(c = readkey ())) { /* случайные точки */ gotoXY (rand () % (COLS - 1), rand () % LINES);

putchar ("@.*"[rand () % 3]);

/* выдать символ */ fflush (stdout);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 316 - Си в UNIX™ standout ();

printf ("Нажата кнопка с кодом 0%o\n", c & 0377);

standend ();

if (c == ESC) { sleep (2);

/* подождать 2 секунды */ goto again;

} die (0);

/* успешно завершиться, * восстановив режимы драйвера */ } /* Нарисовать строку меню номер i * в координатах (x,y) с или без выделения */ void drawItem (i, x, y, out) { gotoXY (x, y);

if (out) { standout ();

bold ();

} printf ("%c %s ", menuText[i].m_label ? '-' : ' ', /* помечено или нет */ menuText[i].m_text /* сама строка */ );

if (out) { standend ();

normal ();

} } /* нарисовать центрированную строку в инверсном изображении */ void drawTitle (title, y) char *title;

{ register int n;

int length = strlen (title);

/* длина строки */ gotoXY (0, y);

/* clearEOL();

*/ standout ();

for (n = 0;

n < (COLS - length) / 2;

n++) putchar (' ');

printf ("%s", title);

n += length;

/* дорисовать инверсией до конца экрана */ for (;

n < COLS - 1;

n++) putchar (' ');

standend ();

} /* выдать общее число выбранных строк */ void prSelects () { char buffer[30];

if (nselected == 0) { gotoXY (0, LINES - 1);

clearEOL ();

} else { sprintf (buffer, "Выбрано: %d/%d", nselected, nitems);

drawTitle (buffer, LINES - 1);

} } А. Богатырёв, 1992-96 - 317 - Си в UNIX™ /* Работа с будильником -------------------------- */ #define PAUSE int alarmed;

/* флаг будильника */ /* реакция на сигнал "будильник" */ void onalarm (nsig) { alarmed = 1;

} /* Прочесть символ с клавиатуры, но не позже чем через PAUSE секунд.

* иначе вернуть код 'пробел'.

*/ int getcharacter () { int c;

fflush(stdout);

/* заказать реакцию на будильник */ signal (SIGALRM, onalarm);

alarmed = 0;

/* сбросить флаг */ /* заказать сигнал "будильник" через PAUSE секунд */ alarm (PAUSE);

/* ждать нажатия кнопки.

* Этот оператор завершится либо при нажатии кнопки, * либо при получении сигнала.

*/ c = getchar ();

/* проверяем флаг */ if (!alarmed) { /* был нажат символ */ alarm (0);

/* отменить заказ будильника */ return c;

} /* был получен сигнал "будильник" */ return ' ';

/* продвинуть выбранную строку вниз */ } /* ---- NDELAY read ----------------------------- */ /* Вернуть 0 если на клавиатуре ничего не нажато, * иначе вернуть нажатую кнопку */ char readkey () { char c;

int nread;

nread = read (fdtty, &c, 1);

/* обычный read() дожидался бы нажатия кнопки.

* O_NDELAY позволяет не ждать, но вернуть "прочитано 0 символов".

*/ return (nread == 0) ? 0 : c;

} А. Богатырёв, 1992-96 - 318 - Си в UNIX™ /* -------- Работа со временем ------------------------ */ void printTime () { time_t t;

/* текущее время */ struct tm *tm;

extern struct tm *localtime ();

char tmbuf[30];

static char *week[7] = { "Вс", "Пн", "Вт", "Ср", "Чт", "Пт", "Сб" };

static char *month[12] = { "Янв", "Фев", "Мар", "Апр", "Май", "Июн", "Июл", "Авг", "Сен", "Окт", "Ноя", "Дек" };

time (&t);

/* узнать текущее время */ tm = localtime (&t);

/* разложить его на компоненты */ sprintf (tmbuf, "%2s %02d:%02d:%02d %02d-%3s-%d", week[tm -> tm_wday], /* день недели (0..6) */ tm -> tm_hour, /* часы (0..23) */ tm -> tm_min, /* минуты (0..59) */ tm -> tm_sec, /* секунды (0..59) */ tm -> tm_mday, /* число месяца (1..31) */ month[tm -> tm_mon], /* месяц (0..11) */ tm -> tm_year + 1900 /* год */ );

gotoXY (COLS / 2, TIMELINE);

clearEOL ();

gotoXY (COLS - strlen (tmbuf) - 1, TIMELINE);

bold ();

printf ("%s", tmbuf);

normal ();

} 8.14. Напишите программу, выдающую файл на экран порциями по 20 строк и ожидающую нажатия кла виши. Усложнения:

a) добавить клавишу для возврата к началу файла.

b) используя библиотеку termcap, очищать экран перед выдачей очередной порции текста.

c) напишите эту программу, используя библиотеку curses.

d) используя curses, напишите программу параллельного просмотра 2-х файлов в 2-х неперекрываю щихся окнах.

e) то же в перекрывающихся окнах.

8.15. Напишите функции включения и выключения режима эхо-отображения набираемых на клавиатуре символов (ECHO).

8.16. То же про "режим немедленного ввода" (CBREAK). В обычном режиме строка, набранная на клавиа туре, сначала попадает в некоторый буфер в драйвере терминала†.

"Сырая" "Каноническая" клавиатура--->ОчередьВвода--*-->ОчередьВвода-->read | файл-устройство драйвер терминала V эхо /dev/tty??

| экран<---ОчередьВывода---<--*--<-----------<---write Этот буфер используется для предчтения - вы можете набирать текст на клавиатуре еще до того, как про грамма запросит его read-ом: этот набранный текст сохранится в буфере и при поступлении запроса будет выдан из буфера. Также, в каноническом режиме ICANON, буфер ввода используется для редактирования † Такие буфера носят название "character lists" - clist. Существуют "сырой" (raw) clist, в который попа дают ВСЕ символы, вводимые с клавиатуры;

и "канонический" clist, в котором хранится отредактированная строка - обработаны забой, отмена строки. Сами специальные символы (редактирования и генерации сиг налов) в каноническую очередь не попадают (в режиме ICANON).

А. Богатырёв, 1992-96 - 319 - Си в UNIX™ введенной строки: забой отменяет последний набранный символ, CTRL/U отменяет всю набранную строку;

а также он используется для выполнения некоторых преобразований символов на вводе и выводе‡.

Введенная строка попадает в программу (которая запросила данные с клавиатуры при помощи read, gets, putchar) только после того, как вы нажмете кнопку с кодом '\n'. До этого вводимые сим волы накапливаются в буфере, но в программу не передаются - программа тем временем "спит" в вызове read. Как только будет нажат символ '\n', он сам поступит в буфер, а программа будет разбужена и сможет наконец прочесть из буфера ввода набранный текст.

Для меню, редакторов и других "экранных" программ этот режим неудобен: пришлось бы слишком часто нажимать . В режиме CBREAK нажатая буква немедленно попадает в вашу программу (без ожидания нажатия '\n'). В данном случае буфер драйвера используется только для предчтения, но не для редактирования вводимого текста. Редактирование возлагается на вас - предусмотрите его в своей про грамме сами!

Заметьте, что код кнопки ("конец ввода") - '\n' - не только "проталкивает" текст в про грамму, но и сам попадает в буфер драйвера, а затем в вашу программу. Не забывайте его как-то обраба тывать.

В MS DOS функция чтения кнопки в режиме ~ECHO+CBREAK называется getch(). В UNIX аналогично ей будет работать обычный getchar(), если перед его использованием установить нужные режимы драйвера tty вызовом ioctl. По окончании программы режим драйвера надо восстановить (за вас это никто не сде лает). Также следует восстанавливать режим драйвера при аварийном завершении программы (по любому сигналу††).

Очереди ввода и вывода используются также для синхронизации скорости работы программы (ска жем, скорости наполнения буфера вывода символами, поступающими из программы через вызовы write) и скорости работы устройства (с которой драйвер выбирает символы с другого конца очереди и выдает их на экран);

а также для преобразований символов на вводе и выводе. Пример управления всеми режимами есть в приложении.

8.17. Функциональные клавиши большинства дисплеев посылают в линию не один, а несколько символов.

Например на терминалах, работающих в системе команд стандарта ANSI, кнопки со стрелками посылают такие последовательности:

"\033[A" "\033[H" стрелка вверх кнопка Home "\033[B" "\033[F" стрелка вниз кнопка End "\033[C" "\033[I" стрелка вправо кнопка PgUp "\033[D" "\033[G" стрелка влево кнопка PgDn (поскольку первым символом управляющих последовательностей обычно является символ '\033' (escape), то их называют еще escape-последовательностями). Нам же в программе удобно воспринимать такую последовательность как единственный код с целым значением большим 0xFF. Склейка последовательно стей символов, поступающих от функциональных клавиш, в такой внутренний код - также задача экранной библиотеки (учет системы команд дисплея на вводе).

Самым интересным является то, что одиночный символ '\033' тоже может прийти с клавиатуры - его посылает клавиша Esc. Поэтому если мы строим распознаватель клавиш, который при поступлении кода 033 начинает ожидать составную последовательность - мы должны выставлять таймаут, например alarm(1);

и если по его истечении больше никаких символов не поступило - выдавать код 033 как код клавиши Esc.

Напишите распознаватель кодов, поступающих с клавиатуры. Коды обычных букв выдавать как есть (0..0377), коды функциональных клавиш выдавать как числа >= 0400. Учтите, что разные типы дисплеев посылают разные последовательности от одних и тех же функциональных клавиш: предусмотрите настройку на систему команд ДАННОГО дисплея при помощи библиотеки termcap. Распознаватель удобно строить при помощи сравнения поступающих символов с ветвями дерева (спускаясь по нужной ветви дерева при поступлении очередного символа. Как только достигли листа дерева - возвращаем код, приписанный этому листу):

‡ Режимы преобразований, символы редактирования, и.т.п. управляются системным вызовом ioctl.

Большой пример на эту тему есть в приложении.

†† Если ваша программа завершилась аварийно и моды терминала остались в "странном" состоянии, то привести терминал в чувство можно командой stty sane А. Богатырёв, 1992-96 - 320 - Си в UNIX™ ---> '\033' ---> '[' ---> 'A' --> выдать | \--> 'B' --> | \--> 'C' --> | \--> 'D' --> \--> 'X' ----------->...

Нужное дерево стройте при настройке на систему команд данного дисплея.

Библиотека curses уже имеет такой встроенный распознаватель. Чтобы составные последовательно сти склеивались в специальные коды, вы должны установить режим keypad:

int c;

WINDOW *window;

...

keypad(window, TRUE);

...

c = wgetch(window);

Без этого wgetch() считывает все символы поодиночке. Символические названия кодов для функциональ ных клавиш перечислены в и имеют вид KEY_LEFT, KEY_RIGHT и.т.п. Если вы работаете с единственным окном размером с весь экран, то в качестве параметра window вы должны использовать стандартное окно stdscr (это имя предопределено в include-файле curses.h).

# ======================================== Makefile для getch getch: getch.o cc getch.o -o getch -ltermlib getch.o: getch.c getch.h cc -g -DUSG -c getch.c /* Разбор составных последовательностей клавиш с клавиатуры. */ /* ================================================== getch.h */ #define FALSE #define TRUE #define BOOLEAN unsigned char #define INPUT_CHANNEL #define OUTPUT_CHANNEL #define KEY_DOWN #define KEY_UP #define KEY_LEFT #define KEY_RIGHT #define KEY_PGDN #define KEY_PGUP #define KEY_HOME #define KEY_END #define KEY_BACKSPACE #define KEY_BACKTAB #define KEY_DC #define KEY_IC #define KEY_DL #define KEY_IL #define KEY_F(n) (0416+n) #define ESC ' 33' А. Богатырёв, 1992-96 - 321 - Си в UNIX™ extern char *tgetstr();

void _put(char c);

void _puts(char *s);

void keyboard_access_denied(void);

char *strdup(const char *s);

void keyinit(void);

int getc_raw(void);

void keyreset(void);

int getch(void);

int lgetch(BOOLEAN);

int ggetch(BOOLEAN);

int kgetch(void);

void _sigalrm(int n);

void init_keytry(void);

void add_to_try(char *str, short code);

void keypad_on(void);

void keypad_off(void);

int dotest(void);

void tinit(void);

void main(void);

А. Богатырёв, 1992-96 - 322 - Си в UNIX™ /* ===================================================== getch.c * The source version of getch.c file was * written by Pavel Curtis.

* */ #include #include #include #include #include #include #include #include "getch.h" #define keypad_local S[0] #define keypad_xmit S[1] #define key_backspace S[2] #define key_backtab S[3] #define key_left S[4] #define key_right S[5] #define key_up S[6] #define key_down S[7] #define key_ic S[8] #define key_dc S[9] #define key_il S[10] #define key_dl S[11] #define key_f1 S[12] #define key_f2 S[13] #define key_f3 S[14] #define key_f4 S[15] #define key_f5 S[16] #define key_f6 S[17] #define key_f7 S[18] #define key_f8 S[19] #define key_f9 S[20] #define key_f10 S[21] /* f0 */ #define key_f11 S[22] /* f11 */ #define key_f12 S[23] /* f12 */ #define key_home S[24] #define key_end S[25] #define key_npage S[26] #define key_ppage S[27] #define TOTAL А. Богатырёв, 1992-96 - 323 - Си в UNIX™ /* descriptors for keys */ char *KEYS[TOTAL+1] = { "ke", "ks", "kb", "kB", "kl", "kr", "ku", "kd", "kI", "kD", "kA", "kL", "f1", "f2", "f3", "f4", "f5", "f6", "f7", "f8", "f9", "f0", "f.", "f-", "kh", "kH", "kN", "kP", NULL }, *S[TOTAL];

void _put (char c) { write( INPUT_CHANNEL, &c, 1 );

} void _puts(char *s) { tputs ( s, 1, _put );

} static int _backcnt = 0;

static char _backbuf[30];

static struct try { struct try *child;

struct try *sibling;

char ch;

short value;

} *_keytry;

BOOLEAN keypadok = FALSE;

struct termios new_modes;

void keyboard_access_denied(){ printf( "Клавиатура недоступна.\n" );

exit(1);

} char *strdup(const char *s) { return strcpy((char *) malloc(strlen(s)+1), s);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 324 - Си в UNIX™ /* Инициализация таблицы строк */ void keyinit(){ char *key, nkey[80], *p;

register i;

keyreset();

for( i=0;

i < TOTAL;

i++ ){ p = nkey;

printf("tgetstr(%s)...", KEYS[i]);

key = tgetstr(KEYS[i], &p);

if(S[i]) free(S[i]);

if(key == NULL){ S[i] = NULL;

/* No such key */ printf("клавиша не определена.\n");

}else{ /* Decrypted string */ S[i] = strdup(key);

printf("считано.\n");

} } init_keytry();

if( tcgetattr(INPUT_CHANNEL, &new_modes) < 0 ){ keyboard_access_denied();

} /* input flags */ /* отменить преобразование кода '\r' в '\n' на вводе */ new_modes.c_iflag &= ~ICRNL;

if ((new_modes.c_cflag & CSIZE) == CS8) /* 8-битный код */ new_modes.c_iflag &= ~ISTRIP;

/* отменить & 0177 на вводе */ /* output flags */ /* отменить TAB3 - замену табуляций '\t' на пробелы */ /* отменить ONLCR - замену '\n' на пару '\r\n' на выводе */ new_modes.c_oflag &= ~(TAB3 | ONLCR);

/* local flags */ /* выключить режим ICANON, включить CBREAK */ /* выключить эхоотображение набираемых символов */ new_modes.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);

/* control chars */ /* при вводе с клавиш ждать не более... */ new_modes.c_cc[VMIN] = 1;

/* 1 символа и */ new_modes.c_cc[VTIME] = 0;

/* 0 секунд */ /* Это соответствует режиму CBREAK */ /* Символы, нажатие которых заставляет драйвер терминала послать сигнал * либо отредактировать набранную строку. Значение 0 означает, * что соответствующего символа не будет */ new_modes.c_cc[VINTR] = '\0';

/* символ, генерящий SIGINT */ new_modes.c_cc[VQUIT] = '\0';

/* символ, генерящий SIGQUIT */ new_modes.c_cc[VERASE] = '\0';

/* забой (отмена последнего символа)*/ new_modes.c_cc[VKILL] = '\0';

/* символ отмены строки */ } А. Богатырёв, 1992-96 - 325 - Си в UNIX™ /* Чтение одного символа непосредственно с клавиатуры */ int getc_raw(){ int n;

char c;

n = read(INPUT_CHANNEL, &c, 1);

if (n <= 0) return EOF;

return (c & 0xFF);

} static BOOLEAN _getback = FALSE;

static char _backchar = '\0';

/* Чтение символа - либо из буфера (если не пуст), либо с клавиатуры */ #define nextc() (_backcnt > 0 ? _backbuf[--_backcnt] :\ _getback ? _getback = FALSE, _backchar : \ getc_raw()) #define putback(ch) _backbuf[_backcnt++] = ch void keyreset(){ _backcnt = 0;

_backchar = '\0';

_getback = FALSE;

} /* Функция чтения составного символа */ int getch(){ int c = lgetch(TRUE);

keypad_off();

return c;

} /* ВНИМАНИЕ!

Если в процессе будет получен сигнал, в то время как процесс находится внутри вызова getch(), то системный вызов read() вернет 0 и errno == EINTR.

В этом случае getch() вернет '\0'.

Чтобы избежать этой ситуации используется функция lgetch() */ int lgetch(BOOLEAN kpad) { int c;

while((c = ggetch(kpad)) <= 0);

return c;

} int ggetch(BOOLEAN kpad) { int kgetch();

if( kpad ) keypad_on();

else keypad_off();

return keypadok ? kgetch() : nextc();

} А. Богатырёв, 1992-96 - 326 - Си в UNIX™ /* ** int kgetch() ** ** Get an input character, but take care of keypad sequences, returning ** an appropriate code when one matches the input. After each character ** is received, set a one-second alarm call. If no more of the sequence ** is received by the time the alarm goes off, pass through the sequence ** gotten so far.

** */ #define CRNL(c) (((c) == '\r') ? '\n' : (c)) /* борьба с русской клавиатурой */ #if !defined(XENIX) || defined(VENIX) # define unify(c) ( (c)&(( (c)&0100 ) ? ~0240 : 0377 )) #else # define unify(c) (c) #endif А. Богатырёв, 1992-96 - 327 - Си в UNIX™ /* ==================================================================== */ #if !defined(XENIX) && !defined(USG) && !defined(M_UNIX) && !defined(unix) /* Для семейства BSD */ static BOOLEAN alarmed;

jmp_buf jbuf;

int kgetch() { register struct try *ptr;

int ch;

char buffer[10];

/* Assume no sequences longer than 10 */ register char *bufp = buffer;

void (*oldsig)();

void _sigalrm();

ptr = _keytry;

oldsig = signal(SIGALRM, _sigalrm);

alarmed = FALSE;

if( setjmp( jbuf )) /* чтоб свалиться сюда с read-а */ ch = EOF;

do { if( alarmed ) break;

ch = nextc();

if (ch != EOF) /* getc() returns EOF on error, too */ *(bufp++) = ch;

if (alarmed) break;

while (ptr != (struct try *)NULL && (ch == EOF || unify(CRNL(ptr->ch)) != unify(CRNL(ch)) )) ptr = ptr->sibling;

if (ptr != (struct try *)NULL) { if (ptr->value != 0) { alarm(0);

signal(SIGALRM, oldsig);

return(ptr->value);

} else { ptr = ptr->child;

alarm(1);

} } } while (ptr != (struct try *)NULL);

alarm(0);

signal(SIGALRM, oldsig);

if (ch == EOF && bufp == buffer) return ch;

while (--bufp > buffer) putback(*bufp);

return(*bufp & 0377);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 328 - Си в UNIX™ void _sigalrm(int n) { alarmed = TRUE;

longjmp(jbuf, 1);

} /* ==================================================================== */ #else /* XENIX or USG */ /* Для семейства SYSTEM V */ static BOOLEAN alarmed;

int kgetch() { register struct try *ptr;

int ch;

char buffer[10];

/* Assume no sequences longer than 10 */ register char *bufp = buffer;

void (*oldsig)();

void _sigalrm();

ptr = _keytry;

oldsig = signal(SIGALRM, _sigalrm);

alarmed = FALSE;

do { ch = nextc();

if (ch != EOF) /* getc() returns EOF on error, too */ *(bufp++) = ch;

if (alarmed) break;

while (ptr != (struct try *)NULL && (ch == EOF || unify(CRNL(ptr->ch)) != unify(CRNL(ch)) )) ptr = ptr->sibling;

if (ptr != (struct try *)NULL) { if (ptr->value != 0) { alarm(0);

signal(SIGALRM, oldsig);

return(ptr->value);

} else { ptr = ptr->child;

alarm(1);

} } } while (ptr != (struct try *)NULL);

alarm(0);

signal(SIGALRM, oldsig);

if (ch == EOF && bufp == buffer) return ch;

while (--bufp > buffer) putback(*bufp);

return(*bufp & 0377);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 329 - Си в UNIX™ void _sigalrm(int n) { alarmed = TRUE;

signal(SIGALRM, _sigalrm);

} #endif /*XENIX*/ /* ==================================================================== */ /* ** init_keytry() ** Построение дерева разбора последовательностей символов.

** */ void init_keytry() { _keytry = (struct try *) NULL;

add_to_try(key_backspace, KEY_BACKSPACE);

add_to_try("\b", KEY_BACKSPACE);

add_to_try("\177", KEY_BACKSPACE);

add_to_try(key_backtab, KEY_BACKTAB);

add_to_try(key_dc, KEY_DC);

add_to_try(key_dl, KEY_DL);

add_to_try(key_down, KEY_DOWN);

add_to_try(key_f1, KEY_F(1));

add_to_try(key_f2, KEY_F(2));

add_to_try(key_f3, KEY_F(3));

add_to_try(key_f4, KEY_F(4));

add_to_try(key_f5, KEY_F(5));

add_to_try(key_f6, KEY_F(6));

add_to_try(key_f7, KEY_F(7));

add_to_try(key_f8, KEY_F(8));

add_to_try(key_f9, KEY_F(9));

add_to_try(key_f10, KEY_F(10));

add_to_try(key_f11, KEY_F(11));

add_to_try(key_f12, KEY_F(12));

add_to_try(key_home, KEY_HOME);

add_to_try(key_ic, KEY_IC);

add_to_try(key_il, KEY_IL);

add_to_try(key_left, KEY_LEFT);

add_to_try(key_npage, KEY_PGDN);

add_to_try(key_ppage, KEY_PGUP);

add_to_try(key_right, KEY_RIGHT);

add_to_try(key_up, KEY_UP);

add_to_try(key_end, KEY_END);

} А. Богатырёв, 1992-96 - 330 - Си в UNIX™ void add_to_try(char *str, short code) { static BOOLEAN out_of_memory = FALSE;

struct try *ptr, *savedptr;

if (str == NULL || out_of_memory) return;

if (_keytry != (struct try *) NULL) { ptr = _keytry;

for (;

;

) { while (ptr->ch != *str && ptr->sibling != (struct try *)NULL) ptr = ptr->sibling;

if (ptr->ch == *str) { if (*(++str)) { if (ptr->child != (struct try *)NULL) ptr = ptr->child;

else break;

} else { ptr->value = code;

return;

} } else { if ((ptr->sibling = (struct try *) malloc(sizeof *ptr)) == (struct try *)NULL) { out_of_memory = TRUE;

return;

} savedptr = ptr = ptr->sibling;

ptr->child = ptr->sibling = (struct try *)NULL;

ptr->ch = *str++;

ptr->value = 0;

break;

} } /* end for (;

;

) */ } else /* _keytry == NULL :: First sequence to be added */ { savedptr = ptr = _keytry = (struct try *) malloc(sizeof *ptr);

if (ptr == (struct try *) NULL) { out_of_memory = TRUE;

return;

} ptr->child = ptr->sibling = (struct try *) NULL;

ptr->ch = *(str++);

ptr->value = 0;

} /* at this point, we are adding to the try. ptr->child == NULL */ А. Богатырёв, 1992-96 - 331 - Си в UNIX™ while (*str) { ptr->child = (struct try *) malloc(sizeof *ptr);

ptr = ptr->child;

if (ptr == (struct try *)NULL) { out_of_memory = TRUE;

ptr = savedptr;

while (ptr != (struct try *)NULL) { savedptr = ptr->child;

free(ptr);

ptr = savedptr;

} return;

} ptr->child = ptr->sibling = (struct try *)NULL;

ptr->ch = *(str++);

ptr->value = 0;

} ptr->value = code;

return;

} /* Включение альтернативного режима клавиатуры */ void keypad_on(){ if( keypadok ) return;

keypadok = TRUE;

if( keypad_xmit ) _puts( keypad_xmit );

} /* Включение стандартного режима клавиатуры */ void keypad_off(){ if( !keypadok ) return;

keypadok = FALSE;

if( keypad_local ) _puts( keypad_local );

} А. Богатырёв, 1992-96 - 332 - Си в UNIX™ /* Тестовая функция */ int dotest() { struct termios saved_modes;

int c;

char *s;

char keyname[20];

if( tcgetattr(INPUT_CHANNEL, &saved_modes) < 0 ){ err: keyboard_access_denied();

} if( tcsetattr(INPUT_CHANNEL, TCSADRAIN, &new_modes) < 0 ) goto err;

keyreset();

for(;

;

){ c = getch();

switch(c){ case KEY_DOWN: s = "K_DOWN" ;

break;

case KEY_UP: s = "K_UP" ;

break;

case KEY_LEFT: s = "K_LEFT" ;

break;

case KEY_RIGHT: s = "K_RIGHT" ;

break;

case KEY_PGDN: s = "K_PGDN" ;

break;

case KEY_PGUP: s = "K_PGUP" ;

break;

case KEY_HOME: s = "K_HOME" ;

break;

case KEY_END: s = "K_END" ;

break;

case KEY_BACKSPACE: s = "K_BS" ;

break;

case '\t': s = "K_TAB" ;

break;

case KEY_BACKTAB: s = "K_BTAB" ;

break;

case KEY_DC: s = "K_DEL" ;

break;

case KEY_IC: s = "K_INS" ;

break;

case KEY_DL: s = "K_DL" ;

break;

case KEY_IL: s = "K_IL" ;

break;

case KEY_F(1): s = "K_F1" ;

break;

case KEY_F(2): s = "K_F2" ;

break;

case KEY_F(3): s = "K_F3" ;

break;

case KEY_F(4): s = "K_F4" ;

break;

case KEY_F(5): s = "K_F5" ;

break;

case KEY_F(6): s = "K_F6" ;

break;

case KEY_F(7): s = "K_F7" ;

break;

case KEY_F(8): s = "K_F8" ;

break;

case KEY_F(9): s = "K_F9" ;

break;

case KEY_F(10): s = "K_F10" ;

break;

case KEY_F(11): s = "K_F11" ;

break;

case KEY_F(12): s = "K_F12" ;

break;

case ESC: s = "ESC" ;

break;

case EOF: s = "K_EOF" ;

break;

case '\r': s = "K_RETURN";

break;

case '\n': s = "K_ENTER" ;

break;

default:

s = keyname;

if( c >= 0400 ){ sprintf(keyname, "K_F%d", c - KEY_F(0));

} else if( iscntrl(c)){ sprintf(keyname, "CTRL(%c)", c + 'A' - 1);

} else { sprintf(keyname, "%c", c );

} } printf("Клавиша: %s\n\r", s);

if(c == ESC) А. Богатырёв, 1992-96 - 333 - Си в UNIX™ break;

} tcsetattr(INPUT_CHANNEL, TCSADRAIN, &saved_modes);

} /* Функция настройки на систему команд дисплея */ void tinit (void) { /* static */ char Tbuf[2048];

/* Tbuf должен сохраняться все время, пока могут вызываться функции tgetstr().

* Для этого он либо должен быть static, либо вызов функции keyinit() * должен находиться внутри tinit(), что и сделано.

*/ char *tname;

extern char *getenv();

if((tname = getenv("TERM")) == NULL){ printf("TERM не определено: неизвестный тип терминала.\n");

exit(2);

} printf("Терминал: %s\n", tname);

/* Прочесть описание терминала в Tbuf */ switch (tgetent(Tbuf, tname)) { case -1:

printf ("Нет файла TERMCAP (/etc/termcap).\n");

exit (1);

case 0:

printf ("Терминал '%s' не описан.\n", tname);

exit (2);

case 1:

break;

/* OK */ } if(strlen(Tbuf) >= 1024) printf("Описание терминала слишком длинное - возможны потери в конце описания\n");

keyinit();

/* инициализировать строки, пока Tbuf[] доступен */ } void main(void){ setlocale(LC_ALL, "");

tinit();

/* keyinit();

*/ dotest();

exit(0);

} По поводу этого алгоритма надо сказать еще пару слов. Его модификация может с успехом применяться для поиска слов в таблице (команд, ключей в базе данных, итп.): список слов превращается в дерево. В таком поисковом алгоритме не требуются таймауты, необходимые при вводе с клавиатуры, поскольку есть явные терминаторы строк - символы '\0', которых нет при вводе с клавиатуры. В чем эффективность такого алгоритма? Сравним последовательный перебор при помощи strcmp и поиск в дереве букв:

"zzzzzzzzzza" "zzzzzzzzzzb" "zzzzzzzzzzbx" "zzzzzzzzzzc" "zzzzzzzzzzcx" Для линейного перебора (даже в отсортированном массиве) поиск строки zzzzzzzzzzcx потребует zzzzzzzzzza | 11 сравнений, отказ zzzzzzzzzzb | 11 сравнений, отказ zzzzzzzzzzbx | 12 сравнений, отказ zzzzzzzzzzc | 11 сравнений, отказ zzzzzzzzzzcx V 12 сравнений, успех Всего: 57 шагов. Для поиска в дереве:

А. Богатырёв, 1992-96 - 334 - Си в UNIX™ zzzzzzzzzza\ |_b\ | |_x\ | |_c\ |_x\ потребуется проход вправо (вниз) на 10 шагов, потом выбор среди 'a','b','c', потом - выбор среди '\0' и 'x'.

Всего: 15 шагов. За счет того, что общий "корень" проходится ровно один раз, а не каждый раз заново. Но это и требует предварительной подготовки данных: превращения строк в дерево!

8.18. Напишите функцию для "экранного" редактирования вводимой строки в режиме CBREAK. Напишите аналогичную функцию на curses-е. В curses-ной версии надо уметь отрабатывать: забой (удаление сим вола перед курсором), отмену всей строки, смещение влево/вправо по строке, удаление символа над курсо ром, вставку пробела над курсором, замену символа, вставку символа, перерисовку экрана. Учтите, что параллельно с изменением картинки в окне, вы должны вносить изменения в некоторый массив (строку), которая и будет содержать результат. Эта строка должна быть аргументом функции редактирования.

Забой можно упрощенно эмулировать как addstr( "\b \b" );

или addch( '\b' );

delch();

Недостатком этих способов является некорректное поведение в начале строки (при x==0). Исправьте это!

8.19. На curses-е напишите функцию редактирования текста в окне. Функция должна возвращать массив строк с обрезанными концевыми пробелами. Вариант: возвращать одну строку, в которой строки окна раз деляются символами '\n'.

8.20. Напишите функцию, рисующую прямую линию из точки (x1,y1) в (x2,y2). Указание: используйте алго ритм Брезенхема (минимального отклонения). Ответ: пусть функция putpixel(x,y,color) рисует точку в коор динатах (x,y) цветом color.

void line(int x1, int y1, int x2, int y2, int color){ int dx, dy, i1, i2, i, kx, ky;

register int d;

/* "отклонение" */ register int x, y;

short /* boolean */ l;

dy = y2 - y1;

dx = x2 - x1;

if( !dx && !dy ){ putpixel(x1,y1, color);

return;

} kx = 1;

/* шаг по x */ ky = 1;

/* шаг по y */ /* Выбор тактовой оси */ if( dx < 0 ){ dx = -dx;

kx = -1;

} /* Y */ else if( dx == 0 ) kx = 0;

/* X */ if( dy < 0 ){ dy = -dy;

ky = -1;

} if( dx < dy ){ l = 0;

d = dx;

dx = dy;

dy = d;

} else l = 1;

i1 = dy + dy;

d = i1 - dx;

i2 = d - dx;

x = x1;

y = y1;

for( i=0;

i < dx;

i++ ){ putpixel( x, y, color );

if( l ) x += kx;

/* шаг по такт. оси */ else y += ky;

if( d < 0 ) /* горизонтальный шаг */ d += i1;

else{ /* диагональный шаг */ d += i2;

if( l ) y += ky;

/* прирост высоты */ else x += kx;

А. Богатырёв, 1992-96 - 335 - Си в UNIX™ } } putpixel(x, y, color);

/* последняя точка */ } 8.21. Составьте программу, которая строит график функции sin(x) на отрезке от 0 до 2*пи. Учтите такие вещи: соседние точки графика следует соединять отрезком прямой, чтобы график выглядел непрерывным;

не забывайте приводить double к int, т.к. координаты пикселов† - целые числа.

8.22. Напишите функцию, которая заполняет в массиве байт count бит подряд, начиная с x-ого бита от левого края массива:

байт 0 | байт 7 6 5 4 3 2 1 0 | 7 6 5 4 3 2 1 0 : биты в байте 0 1 2 3 4 5 6 7 | 8 9 10 11 12 13 14 15 : x ========================== x=2, count= Такой алгоритм используется в растровой машинной графике для рисования горизонтальных прямых линий (тогда массив - это видеопамять компьютера, каждый бит соответствует пикселу на экране).

Ответ (причем мы заполняем биты не просто единицами, а "узором" pattern):

void horizLine(char *addr,int x,int count,char pattern){ static char masks[8] = { 0xFF, 0x7F, 0x3F, 0x1F, 0x0F, 0x07, 0x03, 0x01 };

/* индекс в этом массиве равен числу 0-битов слева */ register i;

char mask;

short lbits, rbits;

/* число битов слева и справа */ short onebyte;

/* единственный байт ? */ addr += x/8;

/* в байте 8 бит */ mask = masks[ lbits = x & 7 ];

/* x % 8 */ if( count >= (rbits = 8 - lbits)){ count -= rbits;

onebyte = 0;

}else{ mask &= ~masks[ lbits = (x+count) & 7 ];

onebyte = 1;

} /* Первый байт */ *addr = (*addr & ~mask) | (pattern & mask);

addr++;

/* Для pattern==0xFF можно просто * *addr++ |= mask;

* поскольку (a &~m)|(0xFF & m) = (a &~m) | m = * (a|m) & (~m|m) = (a|m) & 0xFF = a | m * Почему здесь нельзя написать *addr++ = (*addr...) ?

* Потому, что ++ может быть сделан ДО вычисления * правой части присваивания!

*/ if(onebyte) return;

/* Средние байты */ for(i = count/8;

i > 0;

--i) *addr++ = pattern;

/* mask==0xFF */ /* Последний байт */ if((lbits = count & 7) == 0) return;

/* последний байт был полным */ mask = ~masks[lbits];

*addr = (*addr & ~mask) | (pattern & mask);

} Заметим, что для быстродействия подобные алгоритмы обычно пишутся на ассемблере.

† Пиксел (pixel, pel) - picture element, в машинной графике - точка растра на экране.

А. Богатырёв, 1992-96 - 336 - Си в UNIX™ 8.23. Напишите при помощи curses-а "электронные часы", отображающие текущее время большими цифрами (например, размером 8x8 обычных символов) каждые 5 секунд. Используйте alarm(), pause().

8.24. Составьте программу, реализующую простой диалоговый интерфейс, основанный на меню. Меню хранятся в текстовых файлах вида:

файл menu2_ ---------------------------------------------- ЗАГОЛОВОК_МЕНЮ +команда_выполняемая_при_входе_в_меню -команда_выполняемая_при_выходе_из_меню альтернатива_ команда1_ команда1_ альтернатива_ команда2_ команда2_2 #комментарий команда2_ альтернатива_ >menu2_2 #это переход в другое меню альтернатива_ >>menu3_7 #хранимое в файле menu3_...

...

---------------------------------------------- Программа должна обеспечивать: возврат к предыдущему меню по клавише Esc (для этого следует хранить "историю" вызовов меню друг из друга, например в виде "полного имени меню":

.rootmenu.menu1_2.menu2_4.menu3_ где menuI_J - имена файлов с меню), обеспечить выход из программы по клавишам 'q' и ESC, выдачу под сказки по F1, выдачу полного имени меню по F2. Вызов меню при помощи > означает замещение текущего меню новым, что соответствует замене последней компоненты в полном имени меню. Вызов >> означает вызов меню как функции, т.е. после выбора в новом меню и выполнения нужных действий автоматически должно быть выдано то меню, из которого произошел вызов (такой вызов соответствует удлинению полного имени, а возврат из вызова - отсечению последней компоненты). Этот вызов может быть показан на экране как появление нового "выскакивающего" окна поверх окна с предыдущим меню (окно возникает чуть сдви нутым - скажем, на y=1 и x=-2), а возврат - как исчезновение этого окна. Заголовок меню должен высвечи ваться в верхней строке меню:

|------------------ |--ЗАГОЛОВОК_МЕНЮ---- | | альтернатива_1 || | альтернатива_2 || | *альтернатива_3 || | альтернатива_4 |- -------------------- Сначала реализуйте версию, в которой каждой "альтернативе" соответствует единственная строка "команда". Команды следует запускать при помощи стандартной функции system(команда).

Усложните функцию выбора в меню так, чтобы альтернативы можно было выбирать по первой букве при помощи нажатия кнопки с этой буквой (в любом регистре):

Compile Edit Run program 8.25. Напишите на curses-е функцию, реализующую выбор в меню - прямоугольной таблице:

слово1 слово4 слово слово2 *слово5 слово слово3 слово Строки - элементы меню - передаются в функцию выбора в виде массива строк. Число элементов меню заранее неизвестно и должно подсчитываться внутри функции. Учтите, что все строки могут не поместиться в таблице, поэтому надо предусмотреть "прокручивание" строк через таблицу при достижении края меню (т.е. таблица служит как бы "окошком" через которое мы обозреваем таблицу большего размера, возможно перемещая окно над ней). Предусмотрите также случай, когда таблица оказывается заполненной не полно стью (как на рисунке).

А. Богатырёв, 1992-96 - 337 - Си в UNIX™ 8.26. Используя библиотеку curses, напишите программу, реализующую клеточный автомат Конвея "Жизнь". Правила: есть прямоугольное поле (вообще говоря бесконечное, но принято в конечной модели замыкать края в кольцо), в котором живут "клетки" некоторого организма. Каждая имеет 8 соседних полей.

Следующее поколение "клеток" образуется по таким правилам:

• если "клетка" имеет 2 или 3 соседей - она выживает.

• если "клетка" имеет меньше 2 или больше 3 соседей - она погибает.

• в пустом поле, имеющем ровно 3х живых соседей, рождается новая "клетка".

Предусмотрите: редактирование поля, случайное заполнение поля, останов при смерти всех "клеток", оста нов при стабилизации колонии.

8.27. При помощи curses-а напишите экранный редактор кодов доступа к файлу (в форме rwxrwxrwx).

Расширьте программу, позволяя редактировать коды доступа у группы файлов, изображая имена файлов и коды доступа в виде таблицы:

НАЗВАНИЕ КОДЫ ДОСТУПА файл1 rwxrw-r- файл2 rw-r-xr-x файл3 rwxrwxr- Имена файлов задавайте как аргументы для main(). Указание: используйте для получения текущих кодов доступа системный вызов stat(), а для их изменения - системный вызов chmod().

А. Богатырёв, 1992-96 - 338 - Си в UNIX™ 9. Приложения.

9.1. Таблица приоритетов операций языка C++ Операции, расположенные выше, имеют больший приоритет.

Операторы Ассоциативность ------------------------------------------------- 1. () [] -> ::. Left to right 2. ! ~ + - ++ -- & * (typecast) sizeof new delete Right to left 3..* ->* Left to right 4. * / % Left to right 5. + - Left to right 6. << >> Left to right 7. < <= > >= Left to right 8. == != Left to right 9. & Left to right 10. ^ Left to right 11. | Left to right 12. && Left to right 13. || Left to right 14. ?: (условное выражение) Right to left 15. = *= /= %= += -= &= ^= |= <<= >>= Right to left 16., Left to right Здесь "*" и "&" в строке 2 - это адресные операции;

в строке 2 "+" и "-" - унарные;

"&" в строке 9 - это побитное "и";

"(typecast)" - приведение типа;

"new" и "delete" - операторы управления памятью в C++.

Ассоциативность Left to right (слева направо) означает группировку операторов таким образом:

A1 @ A2 @ A3 это ((A1 @ A2) @ A3) Ассоциативность Rigth to left (справа налево) это A1 @ A2 @ A3 это (A1 @ (A2 @ A3)) 9.2. Правила преобразований типов.

9.2.1. В выражениях.

1. Если операнд имеет тип не int и не double, то сначала приводится:

signed char --> int расширением знакового бита (7) unsigned char --> int дополнением нулями слева short --> int расширением знакового бита (15) unsigned short --> unsigned int дополнением нулями слева enum --> int порядковый номер в перечислимом типе float --> double дробная часть дополняется нулями 2. Если любой операнд имеет тип double, то и другой операнд приводится к типу double. Результат: типа double. Запишем все дальнейшие преобразования в виде схемы:

если есть то другой результат операнд типа приводится к типу имеет тип if(double) -->double double else if(unsigned long) -->unsigned long unsigned long else if(long) -->long long else if(unsigned int) -->unsigned int unsigned int else оба операнда имеют тип int int При вызове функций их аргументы - тоже выражения, поэтому в них приводятся char,short к int и float к double. Это говорит о том, что аргументы (формальные параметры) функций можно всегда объявлять как int и double вместо char,short и float соответственно. Зато спецификатор unsigned является существенным.

А. Богатырёв, 1992-96 - 339 - Си в UNIX™ 9.2.2. В присваиваниях.

op = expr;

Тип выражения expr приводится к типу левой части - op. При этом возможны приведения более "длинного" типа к более "короткому" при помощи усечения, вроде:

int --> char обрубается старший байт.

long --> int обрубается старшее слово.

float --> int отброс дробной части double --> int и обрубание мантиссы, если не лезет.

double --> float округление дробной части.

Вот еще некоторые приведения типов:

signed --> unsigned виртуально (просто знаковый бит unsigned --> signed считается значащим или наоборот).

unsigned int --> long добавление нулей слева.

int --> long расширение знакового бита.

float --> int преобразование внутреннего int --> float представления: машинно зависимо.

Некоторые преобразования могут идти в несколько стадий, например:

char --> long это char --> int --> long char --> unsigned long это char --> int --> unsigned long 9.3. Таблица шестнадцатеричных чисел (HEX).

%d %o %X побитно ------------------------------- 0 0 0x0 1 1 0x1 2 2 0x2 3 3 0x3 4 4 0x4 5 5 0x5 6 6 0x6 7 7 0x7 ------------------------------- 8 010 0x8 9 011 0x9 10 012 0xA 11 013 0xB 12 014 0xC 13 015 0xD 14 016 0xE 15 017 0xF 16 020 0x10 9.4. Таблица степеней двойки.

n 2**n | n 2**n --------------|-------------- 0 1 | 8 1 2 | 9 2 4 | 10 3 8 | 11 4 16 | 12 5 32 | 13 6 64 | 14 7 128 | 15 | 16 А. Богатырёв, 1992-96 - 340 - Си в UNIX™ 9.5. Двоичный код: внутреннее представление целых чисел.

Целые числа в большинстве современных компьютеров представлены в виде двоичного кода. Пусть машинное слово состоит из 16 бит. Биты нумеруются справа налево начиная с 0. Обозначим условно бит номер i через b[i]. Значением его может быть либо 0, либо 1.

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+ | 0| 0| 0| 0| 1| 0| 1| 1| 0| 1| 1| 0| 1| 1| 0| 0| +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+ Тогда unsigned число, записанное в слове, равно d = 2**15 * b[15] + 2**14 * b[14] +...

2**1 * b[1] + b[0];

(2**n - это 2 в степени n). Такое разложение числа d единственно. При сложении двух чисел биты склады ваются по правилам:

0 + 0 = 0 + 1 = 1 + 0 = 1 + 1 = 0 и перенос 1 в разряд слева Числа со знаком интерпретируются чуть иначе. Бит b[15] считается знаковым: 0 - число положительно или равно нулю, 1 - отрицательно. Отрицательные числа хранятся в виде дополнительного кода:

-a = ~a + Например:

2 = ~2 = ~2+1 = 1111111111111110 = - -1 = -2 = -3 = -4 = -5 = Такое представление выбрано исходя из правила a + (-a) = знак| 2= 0|000000000000010 сложим их -2 = 1| ---------|-------------- сумма: 10| Как видим, произошел перенос 1 в бит номер 16. Но слово содержит лишь биты 0..15 и бит b[16] просто игнорируется. Получается, что сумма равна 0000000000000000 = что и требовалось. В двоичном коде вычитание реализуется по схеме a - b = a + (-b) = a + (~b + 1) Восьмеричные числа соответствуют разбиению двоичного числа на группы по 3 бита и записи каждой группы в виде соответствующей восьмеричной цифры (смотри таблицу выше). Шестнадцатеричные числа соответствуют разбиению на группы по 4 бита (nibble):

x = число: 0010 0111 1101 16-ричное: 0x 2 7 D 9 = 0x27D число: 0 010 011 111 011 8-ричное: 002 3 7 3 1 = А. Богатырёв, 1992-96 - 341 - Си в UNIX™ 10. Примеры.

В данном приложении приводится несколько содержательных и достаточно больших примеров, кото рые иллюстрируют как сам язык Си, так и некоторые возможности системы UNIX, а также некоторые про граммистские приемы решения задач при помощи Си. Многие из этих примеров содержат в качестве своих частей ответы на некоторые из задач. Некоторые примеры позаимствованы из других книг, но допол нены и исправлены. Все примеры проверены в действии. Смысл некоторых функций в примерах может оказаться вам неизвестен;

однако в силу того, что данная книга не является учебником, мы отсылаем вас за подробностями к "Оперативному руководству" (man) по операционной системе UNIX и к документации по системе.

И в заключение - несколько слов о путях развития языка "C". Чистый язык "C" уже отстал от совре менных технологий программирования. Такие методы как модули (языки "Modula-2", "Ada", "CLU"), родовые пакеты ("Ada", "CLU"), объектно-ориентированное программирование ("Smalltalk", "CLU") требуют новых средств. Поэтому в настоящее время "C" постепенно вытесняется более мощным и интеллектуальным язы ком "C++" †, обладающим средствами для объектно-ориентированного программирования и родовых клас сов. Существуют также расширения стандартного "C" объектно-ориентированными возможностями ("Objective-C"). Большой простор предоставляет также сборка программ из частей, написанных на разных языках программирования (например, "C", "Pascal", "Prolog").

† C++ как и C разработан в AT&T;

произносится "Си плас-плас" ‡‡‡ Автор благодарит авторов программ и книг по Си и UNIX, по которым некогда учился я сам;

кол лег из ИПК Минавтопрома/Демоса;

программистов из сетей Usenet и Relcom, давших материалы для задач и рассуждений;

слушателей курсов по Си за многочисленный материал для книги.

А.Богатырев.

Ученью не один мы посвятили год, Потом других учить пришел и нам черед.

Какие ж выводы из этой всей науки?

Из праха мы пришли, нас ветер унесет.

Омар Хайям Оглавление.

0. Напутствие в качестве вступления.................................................................................................. 1. Простые программы и алгоритмы. Сюрпризы, советы.................................................................... 2. Массивы, строки, указатели............................................................................................................ 3. Мобильность и машинная зависимость программ. Проблемы с русскими буквами....................... 4. Работа с файлами........................................................................................................................... 5. Структуры данных............................................................................................................................ 6. Системные вызовы и взаимодействие с UNIX................................................................................ 6.1. Файлы и каталоги......................................................................................................................... 6.2. Время в UNIX................................................................................................................................ 6.3. Свободное место на диске........................................................................................................... 6.4. Сигналы........................................................................................................................................ 6.5. Жизнь процессов.......................................................................................................................... 6.6. Трубы и FIFO-файлы..................................................................................................................... 6.7. Нелокальный переход................................................................................................................... 6.8. Хозяин файла, процесса, и проверка привелегий........................................................................ 6.9. Блокировка доступа к файлам...................................................................................................... 6.10. Файлы устройств........................................................................................................................ 6.11. Мультиплексирование ввода-вывода........................................................................................... 6.12. Простой интерпретатор команд.................................................................................................. 7. Текстовая обработка....................................................................................................................... 8. Экранные библиотеки и работа с видеопамятью............................................................................ 9. Приложения..................................................................................................................................... 9.1. Таблица приоритетов операций языка C++................................................................................... 9.2. Правила преобразований типов................................................................................................... 9.3. Таблица шестнадцатеричных чисел (HEX).................................................................................... 9.4. Таблица степеней двойки............................................................................................................. 9.5. Двоичный код: внутреннее представление целых чисел.............................................................. 10. Примеры........................................................................................................................................ Пример 1. Размен монет....................................................................................................................

Пример 2. Подсчет букв в файле.......................................................................................................

Пример 3. Центрирование строк........................................................................................................

Пример 4. Разметка текста для nroff.................................................................................................

Пример 5. Инвертирование порядка слов в строках..........................................................................

Пример 6. Пузырьковая сортировка...................................................................................................

Пример 7. Хэш-таблица......................................................................................................................

Пример 8. Простая база данных........................................................................................................

Пример 9. Вставка/удаление строк в файл........................................................................................

Пример 10. Безопасный free, позволяющий обращения к автоматическим переменным.................

Пример 11. Поимка ошибок при работе с динамической памятью....................................................

Пример 12. Копирование/перемещение файла.................................................................................

Пример 13. Обход поддерева каталогов в MS DOS при помощи chdir.............................................

Пример 14. Работа с сигналами.........................................................................................................

Пример 15. Управление скоростью обмена через линию..................................................................

Пример 16. Просмотр файлов в окнах...............................................................................................

Пример 17. Работа с иерархией окон в curses. Часть проекта uxcom.............................................

Пример 18. Поддержка содержимого каталога. Часть проекта uxcom..............................................

Пример 19. Роллируемое меню. Часть проекта uxcom.....................................................................

Пример 20. Выбор в строке-меню. Часть проекта uxcom.................................................................

Пример 21. Редактор строки. Часть проекта uxcom..........................................................................

Пример 22. Выбор в прямоугольной таблице. Часть проекта uxcom................................................

Пример 23. UNIX commander - простой визуальный Шелл. Головной модуль проекта uxcom........

Пример 24. Общение двух процессов через "трубу".........................................................................

Пример 25. Общение процессов через FIFO-файл............................................................................

Пример 26. Общение процессов через общую память и семафоры.................................................

Пример 27. Протоколирование работы программы при помощи псевдотерминала и процессов.....

Пример 28. Оценка фрагментированности файловой системы.........................................................

Пример 29. Восстановление удаленного файла в BSD-2.9...............................................................

Пример 30. Копирование файлов из MS DOS в UNIX.......................................................................

Пример 31. Программа, печатающая свой собственный текст..........................................................

Пример 32. Форматирование текста Си-программы.........................................................................

1.11. Треугольник из звездочек........................................................................................................... 1.34. Простые числа............................................................................................................................ 1.36. Целочисленный квадратный корень............................................................................................ 1.39. Вычисление интеграла по Симпсону.......................................................................................... 1.49. Сортировка Шелла...................................................................................................................... 1.50. Быстрая сортировка.................................................................................................................... 1.67. Функция чтения строки............................................................................................................... 1.88. Перестановки элементов............................................................................................................ 1.117. Схема Горнера.......................................................................................................................... 1.137. Системная функция qsort - формат вызова............................................................................. 1.146. Процесс компиляции программ................................................................................................ 2.58. Функция bcopy........................................................................................................................... 2.59. Функция strdup........................................................................................................................... 2.61. Упрощенный аналог функции printf............................................................................................ 3.9. _ctype[].......................................................................................................................................... 3.12. Программа транслитерации: tr................................................................................................... 3.16. Функция записи трассировки (отладочных выдач) в файл......................................................... 3.18. Условная компиляция: #ifdef........................................................................................................ 4.39. Быстрый доступ к строкам файла............................................................................................... 4.45. Эмуляция основ библиотеки STDIO, по мотивам 4.2 BSD.......................................................... 5.12. Отсортированный список слов................................................................................................... 5.16. Структуры с полями переменного размера................................................................................ 5.17. Список со "старением"............................................................................................................... 6.1.1. Определение типа файла........................................................................................................... 6.1.3. Выдача неотсортированного содержимого каталога (ls)........................................................... 6.1.5. Рекурсивный обход каталогов и подкаталогов.......................................................................... 6.2.9. Функция задержки в микросекундах.......................................................................................... 6.4.3. Функция sleep........................................................................................................................... 6.10.1. Определение текущего каталога: функция getwd................................................................... 6.10.2. Канонизация полного имени файла......................................................................................... 6.11.1. Мультиплексирование ввода из нескольких файлов................................................................ 6.11.2. Программа script..................................................................................................................... 7.12. Программа uniq.......................................................................................................................... 7.14. Расширение табуляций в пробелы, функция untab.................................................................... 7.15. Функция tabify............................................................................................................................ 7.25. Поиск методом половинного деления........................................................................................ 7.31. Программа печати в две полосы................................................................................................ 7.33. Инвертирование порядка строк в файле.................................................................................... 7.34. Перенос неразбиваемых блоков текста...................................................................................... 7.36. Двоичная сортировка строк при помощи дерева....................................................................... 7.41. Функция match........................................................................................................................... 7.43. Функция контекстной замены по регулярному выражению........................................................ 7.44. Алгоритм быстрого поиска подстроки в строке......................................................................... 7.52. Коррекция правописания............................................................................................................ 7.67. Калькулятор-1............................................................................................................................. 7.68. Калькулятор-2............................................................................................................................. 8.1. Осыпающиеся буквы..................................................................................................................... 8.13. Использование библиотеки termcap.......................................................................................... 8.17. Разбор ESC-последовательностей с клавиатуры........................................................................ 11. Список литературы.

(1) Б.Керниган, Д.Ритчи, А.Фьюер. Язык программирования Си. Задачи по языку Си. - М.: Финансы и статистика, 1985.

(2) М.Уэйт, С.Прата, Д.Мартин. Язык Си. Руководство для начинающих. - М.: Мир, 1988.

(3) М.Болски. Язык программирования Си. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988.

(4) Л.Хэнкок, М.Кригер. Введение в программирование на языке Си. - М.: Радио и связь, 1986.

(5) М.Дансмур, Г.Дейвис. ОС UNIX и программирование на языке Си. - М.: Радио и связь, 1989.

(6) Р.Берри, Б.Микинз. Язык Си. Введение для программистов. - М.: Финансы и статистика, 1988.

(7) М.Беляков, А.Ливеровский, В.Семик, В.Шяудкулис. Инструментальная мобильная операционная система ИНМОС. - М.: Финансы и статистика, 1985.

(8) К.Кристиан. Введение в операционную систему UNIX. - М.: Финансы и статистика, 1985.

(9) Р.Готье. Руководство по операционной системе UNIX. - М.: Финансы и статистика, 1986.

(10) М.Банахан, Э.Раттер. Введение в операционную систему UNIX. - М.: Радио и связь, 1986.

(11) С.Баурн. Операционная система UNIX. - М.: Мир, 1986.

(12) П.Браун. Введение в операционную систему UNIX. - М.: Мир, 1987.

(13) M.Bach. The design of the UNIX operating system. - Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1986.

(14) S.Dewhurst, K.Stark. Programming in C++. - Prentice Hall, 1989.

(15) M.Ellis, B.Stroustrup. The annotated C++ Reference Manual. - Addison-Wesley, 1990.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.