WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

«Освой самостоятельно за 24 часа Cl i nt o n Pi e r c e T e a c h Y o u r s e l f P e r l 24 Hours on Computer 201 West 103rd St., Indianapolis, I Клинтон Пирс самостоятельно часа Издательский ...»

-- [ Страница 4 ] --

);

b Команда R выполняет установку программы в исходное состояние и подготавлива ет ее к повторному запуску. При этом аннулируются все заданные ранее точки оста нова, а значения переменных очищаются. Поэтому в предыдущем примере мы вос становили точку останова в строке 33. Теперь запустим программу на выполнение с помощью команды с:

DB<2> с DB<2> Перед вызовом функции программа остановится. А теперь, чтобы вы полнить следующий оператор в пошаговом режиме, воспользуемся командой п:

DB<2> п 198131 Тед 6.50 39 253. { DB<2> n print_emp($_);

DB<2> Что произошло? Почему мы не увидели, как выполняются в пошаговом режиме операторы внутри функции print_emp? Дело в том, что команда п выполняет текущий оператор, не выполняя трассировку функции. Для того чтобы "зайти" внутрь функ ции, используйте команду s (step, или шаг вперед). Данная команда аналогична ко манде п, но, в отличие от нее, выполняет оператор вызова функции и останавливается на ее первом операторе, а не выполняет функцию до конца и останавливается на сле дующем операторе после вызова функции. Вот пример:

DB<2> s my DB<2> Как видите, отладчик остановил программу перед выполнением первого оператора функции Заметьте, что того же эффекта можно было бы добиться, устано вив точку останова на функцию print_emp с команды b print_emp. Для того чтобы продолжить выполнение операторов функции в пошаговом режиме, восполь зуйтесь командой п, как показано ниже:

DB<2> n main::print_emp(Employee:16): my DB<2> n main::print_emp(Employee:17): $last);

192 Часть II. Углубляемся в Perl DB<2> n %6.2f $emp, $hourly, * DB<2> Во время выполнения программы в отладочном режиме можно на ходу изменять значения переменных. Например, чтобы временно увеличить сотруднику почасовую тарифную ставку на $2,5, используются следующие команды:

DB<2> print 11. DB<3> DB<4> print 13. DB<5> n 131211 Стен 13.75 40 550. main::(Employee:32): { DB<5> В этом примере сначала мы распечатали значение переменной (11.25), за тем увеличили его на 2.5 и продолжили выполнение программы. Обратите внимание, что оператор printf распечатал уже новое значение переменной И, чтобы завершить работу отладчика, введите команду q.

Упражнение: поиск ошибки В этом упражнении мы рассмотрим методику поиска ошибок в программе с по мощью отладчика. В программе, приведенной в листинге есть ошибка (точнее, целых две). Предполагается, что программа должна выводить в цикле приведенные ниже сообщения:

В корзине осталось 20 пачек мороженого В корзине осталось 19 пачек мороженого В корзине осталось 1 пачка мороженого В корзине осталось 0 пачек мороженого Но она почему-то отказывается это делать. Итак, ваша задача — набрать програм му, текст которой приведен в листинге 12.1, и попытаться найти в ней ошибки. Обра тите внимание, что ни одна из ошибок не относится к категории синтаксических, по скольку интерпретатор не выводит никаких предупредительных сообщений (а ведь используется ключ и оператор use strict). В то же время с помощью отладчи ка поиск ошибок не составит особого труда.

Итак, после набора текста программы запустите ее в отладочном режиме. Не забы вайте время от времени распечатывать значения ключевых переменных и выражений, а также обходить трассировку вызовов функции message.

Листинг Программа с ошибками 1:

-v В этой программе содержится ДВЕ Найдите их 3: use strict;

4:

sub message { 12-й час. Работа с командной строкой 6:

7:

9: $mess="B корзине осталось пачек 10:

11: if < and ($quant >1 )) { 12:

13: } 14: if eg 1) { 15:

16: } print $mess;

19: } 20:

21: foreach{20..0) { 22:

} Ответ вы найдете ниже, в разделе "Семинар".

Дополнительные возможности интерпретатора Отладчик это не единственная возможность интерпретатора Perl, которую можно активизировать из командной строки. В действительности на Perl можно написать множество полезных программ, поместив их прямо в командую строку вызова претатора.

Пользователи Macintosh должны выполнять приведенные ниже примеры упраж нений с командной строкой, выбрав в меню Script пункт После этого мож но вводить текст команды в появившееся диалоговое Однострочные программы Чтобы выполнить простенькие операторы на Perl прямо из командной строки, не обходимо поместить их после ключа -е. В командной строке вы можете указать любой допустимый оператор как показано в следующем примере:

C:\>perl -e "print 'Hello, world';

" Hello, world Чтобы ввести в командной строке несколько операторов Perl, можно использовать несколько ключей -е или разделить операторы точкой с запятой. Вот пример:

C:\>perl -e "print 'Hello, world';

" -e "print 'Goodbye, Hello, world забывайте, что большинство командных интерпретаторов накладывают опреде ленные ограничения на использование кавычек и служебных символов. Например, в интерпретаторах Windows/DOS и Windows NT — command.com и cmd.exe — разрешается 194 Часть II. Углубляемся в Perl использовать двойные кавычки для группировки слов, как в рассмотренных выше примерах. Однако если нужно поместить в двойные кавычки служебные символы, та кие как | или а также слова в двойных кавычках, оказывается, что сделать это не так-то просто. За дополнительной информацией по этой теме обратитесь к спра вочному руководству по конкретному командному интерпретатору.

В системе UNIX необходимо соблюдать правило — каждой открывающей должна соответствовать закрывающая кавычка. Другими словами, в UNIX использо вание кавычек должно быть сбалансированным. Если же необходимо поместить один из служебных символов внутрь кавычек, перед ним необходимо поставить обратную косую черту \, например:

$ -e 'print "Hello, -e 'print "Goodbye, Эта команда должна работать в большинстве оболочек UNIX, таких как sh, csh, bash и др. При этом сообщения должны выводиться с новой строки. Чтобы полу чить подробную информацию о правилах использования служебных символов в ко мандных строках, обратитесь к справочной странице соответствующей оболочки UNIX.

Одной из полезных и часто используемых возможностей является комбинирование ключей -е и -d в командной строке интерпретатора Perl. Это позволяет перевести ин терпретатор в режим отладки без необходимости загрузки программы, например:

С:\> perl -d -e Default die handler restored.

Loading DB routines from version 1. Editor support available.

Enter h or h' for help, or perldebug' for help.

DB<1> После ввода этой команды отладчик отображает приглашение и переходит в режим ожидания команд от пользователя. Обычно этот режим работы используется для тес тирования операторов Perl на предмет правильности синтаксиса, когда не требуется писать отдельную программу. Просто наберите нужный оператор Perl после пригла шения отладчика, нажмите клавишу , и он будет выполнен. Введенная в ко мандной строке единица (1) является на самом деле простейшей программой на Perl.

Это обычное выражение, значение которого равно 1.

Дополнительные ключи командной строки КЛЮЧ -С позволяет провести синтаксический анализ программы без ее запуска на выполнение, например:

С:\> perl -с Employee Employee syntax OK Если в программе содержится синтаксическая ошибка, сообщение будет другим, как показано ниже:

С:\> perl -с Employee syntax error at Employee line 13, ") 12-й Работа с командной строкой Perl sub Can't global in "my" at Employee line 15, near syntax error at Employee line near "}" Employee had compilation errors.

При комбинировании ключей и -с производится компиляция программы с включенным режимом вывода предупреждений.

Очень часто в разговоре опытных программистов на проскакивают слова о номере версии интерпретатора. Номер версии может также спросить у вас системный администратор при помещении созданных вами программ на Web-сервер. Чаще всего, конечно, используется версия Perl 5. Номер версии интерпретатора можно определить с помощью ключа -v, как показано ниже на примере:

С:\> perl -v This is perl, v5.6.Q built for 1 registered patch, see perl -V for more detail) Copyright Larry Hall Binary build 613 provided by ActiveState Tool Corp. http://www.ActiveState.com Built 24 Perl may be copied only under the terms of either the Artistic License or the GNU General Public License, which be found in the Perl 5.0 source kit.

( Complete documentation for Perl, including FAQ lists, should be found on this system using perl' or perl'. If you have access to the Internet, point your browser at http://www.perl.com/, the Perl Home Page.

В нашем примере мы использовали версию интерпретатора 5.6.0 для Windows/DOS. Чтобы получить подробную информацию по конкретной версии ин терпретатора (как и когда она была скомпилирована, каковы были параметры компи ляции и т.д.), запустите Perl с ключом -V, например:

С:\> perl -V of my perl5 (revision 5 version 6 subversion 0) configuration:

Platform:

osvers=4.0, Compiler:

cc='cl', optimize='-01 gccversion= Characteristics of this binary (from libperl):

Options: MULTIPLICITY LICIT_SYS Locally applied patches:

ActivePerl Build Built under MSWin Compiled at 24 2000 12:36: E:/Tools/Perl/site/lib Часть II. Углубляемся в Perl Эта информация может пригодиться при выяснении проблем, возникших с конкрет ным интерпретатором Perl. Возможно, с ее помощью вам удастся определить, что ваш ин терпретатор был некорректно установлен. В конце листинга обратите внимание на строку В ней перечислены полные пути к каталогам, в которых интерпретатор будет ис кать свои модули. Таким образом, после установки интерпретатор Perl нельзя просто взять и переместить в другой каталог, поскольку при этом он "потеряет" все свои модули. О том, что такое модули, мы поговорим на 14-м занятии, "Использование модулей".

УГЛОВОЙ оператор и однострочные программы На одном из предыдущих занятий мы рассматривали угловой оператор и говорили о том, что он используется для двух целей.

1. С оператора <> осуществляется ввод данных из файла, дескриптор которого помещен в угловые скобки, например .

2. Если поместить в угловые скобки шаблон, например <*.bat>, то в результа те будет возвращен список файлов, соответствующих этому шаблону. На помним, что такая операция называется отбором Однако у рассматриваемого нами оператора есть еще одна полезная функция. Если в угловом операторе не указать дескриптор файла (о), то данный оператор будет чи тать содержимое всех файлов, указанных в командной строке. Если же в командной строке файлы не указаны, то информация будет считываться из стандартного вход ного потока. Иногда за свою форму угловой оператор без дескриптора файла (о) программисты называют "бубновым оператором". А теперь давайте в качестве приме ра рассмотрим следующую простую программу:

< print > Сохраните программу в файле Exaraple.pl и запустите ее на выполнение с помощью команды С:\> perl -w filel file2 file В результате угловой оператор будет построчно считывать содержимое сначала filel, затем file2 и наконец file3. Если вы опустите имена файлов, то считывание информа ции будет происходить из стандартного входного потока. Подобное поведение програм мы полностью соответствует поведению утилит системы UNIX, таких как sed, и др.

Аргументы, указанные в командной строке при вызове интерпретатора Perl (те, что расположены после ключей -с, -d и -е), автоматически проходят стадию синтаксического анализа и помещаются в массив Например, в предыду щем примере элемент ] будет равен — т.д.

Ключ позволяет поместить оператор, указанный после ключа -е, в следующую небольшую программу:

LINE:

{ Оператор, указанный после клоча -е } 12-й Работа с командной строкой Perl Таким образом, чтобы создать однострочную программу, удаляющую из введенных строк начальные пробелы, можно воспользоваться следующей командой:

С:\> perl -n -e print В результате выполнит такой фрагмент программы:

LINE:

print $_ } В нашем примере файл filel открывается и его содержимое в цикле while считы вается построчно в переменную $_. Затем прочитанная строка редактируется с помо щью шаблона и выводится на печать.

Вместо ключа -п можно использовать ключ -р. Тогда после редактирования с по мощью шаблона строка будет автоматически выводиться на печать. Следовательно, предыдущую команду можно переписать так:

С:\> perl -p -e filel При редактировании файлов с помощью однострочных программ нельзя одновре менно открывать один и тот же файл как для чтения, так и для записи, как показано в следующем примере:

perl -р -е dosfile > В этом примере производится попытка удалить из строк файла dosfile начальные пробелы. Однако проблема заключается в том, что содержимое файла dosfile будет за терто до того, как программа на начнет выполняться. Чтобы редактирование файла выполнялось правильно, необходимо перенаправить выходной поток в другой файл, а затем присвоить ему первоначальное имя, как показано в следующем примере:

С:\> perl -р -е dosfile > С:\> rename tempfile dosfile Для некоторых энтузиастов Perl написание коротких однострочных программ яв ляется приятным хобби. Идея состоит в том, что чем короче и полезнее програм ма, тем лучше. Массу примеров подобных однострочных программ можно найти на страницах выходящего раз в квартал The Peri Journal.

Резюме На этом занятии речь шла о том, как с помощью отладчика можно быстро и эффек тивно отладить программу на Perl. Кроме того, была рассмотрена дополнительная возмож ность углового оператора, с помощью которого можно обработать содержимое всех фай лов, указанных в командной строке В заключение говорилось о том, как с помощью ключей -п и -р выполнять короткие, но полезные однострочные программы на Вопросы и ответы Я привык пользоваться отладчиком с графическим интерфейсом. Существует ли по добный отладчик для программ на Да, причем несколько. В поставку версии для Windows входит совсем непло хой графический отладчик.

198 Часть II. Углубляемся в Pert Что обозначает префикс который выводит отладчик перед именем программы?

Отладчик выводит имена в соответствии с принятой концепцией присвоения имен. Некоторые из ее элементов мы будем рассматривать на следующих занятиях, поэтому пока не обращайте на них внимания.

Есть ли у интерпретатора какие-либо другие ключи, которые не были рассмот ренные на этом занятии?

Есть, причем несколько. Полный список ключей приведен в электронном спра вочном руководстве. Чтобы ознакомиться с ним, введите команду Семинар Контрольные вопросы 1. Найдите ошибки в программе, приведенной в листинге 2. Если в командной строке не указаны имена файлов, оператор <> возвращает:

а) значение б) строки, поступающие из стандартного входного потока;

в) значение true.

3. Отладчик Perl может распечатывать операторы программы перед их выпол нением. Такой режим его работы называется трассировкой. Как перевести отладчик в режим трассировки? (Подсказка: для ответа на этот вопрос по смотрите сообщение, которое выводит отладчик в ответ на команду h.):

а) команда Т;

б) команда t.

Ответы 1. Первая ошибка в строке 21. Там ошибочно указан диапазон В опера торе диапазона.. не допускается использование обратного счета. Поэтому оператор цикла в строке 21 нужно заменить на такой: $_--).

Можно также инвертировать список (0..20} с помощью оператора reverse.

Вторая ошибка в строке 17 в операторе При про граммировании подразумевалось, что необходимо выполнить замену текста в строке, которая содержится в переменной $mess. Но вместо этого был ука зан оператор присваивания переменной результата подстановки текста в переменной $_. Чтобы исправить ошибку, замените оператор присваива ния = на оператор подстановки =".

2. Правильный ответ — вариант б). Если в командной строке не указаны име на файлов, оператор <> выполняет чтение строк текста из стандартного входного потока 3. Правильный ответ — вариант Режим трассировки активизируется с по мощью команды t. Команда Т предназначена для выполнения трассировки стека. Трассировка стека позволяет определить последовательность вызовов подпрограмм, т.е. в каком порядке одна подпрограмма вызывала другую.

час. Работа с командной строкой Perl час Структуры и Материал этого занятия может быть интересен тем, кто только начал изучать про граммирование и для кого Perl — первый язык программирования. В большинстве языков предусмотрены средства, с помощью которых можно из одной области памяти сослаться на данные, находящиеся в другой области памяти. В одних языках про граммирования (Pascal и С) эти средства называются указателями (pointers), в других (ассемблер) — косвенными ссылками (indirect references), а в BASIC или Java, например, подобные средства вообще не предусмотрены. Поэтому, если раньше вы никогда не пользовались ссылками, указателями или косвенными ссылками, внимательно не сколько раз прочтите вступительный раздел данного занятия, поскольку он очень тру ден для восприятия.

В Perl также предусмотрены подобные средства, которые называются ссылками (references). Ссылки в Perl используются для разных однако на данном занятии мы сосредоточим свое внимание на вызовах функций, которым передается несколько аргументов сложных типов, а также на том, как можно создать сложный тип данных, например список списков.

Ссылку можно сравнить со старым библиотечным каталогом. Каждой бумажной карточке в каталоге соответствует книга на одной из полок библиотеки. В карточке указывается, к какой категории относится книга (художественная литература, техни ческая, справочник) и где она расположена в библиотеке. В некоторых библиотечных каталогах можно найти несколько ссылок на одну и ту же книгу, которая относится к разным категориям, а иногда можно даже найти ссылку из одной карточки на другую (типа см. также...).

Ссылки в Perl напоминают бумажные карточки библиотечного каталога, т.е. ссыл ки указывают на отдельные участки памяти, содержащие данные. С помощью ссылки можно точно определить тип данных (скаляр, массив или хэш), на который она ука зывает, и место их расположения. Ссылки можно свободно копировать, причем эта операция никак не влияет на данные, на которые они указывают. Можно даже сде лать так, чтобы на один и тот же участок памяти указывало несколько ссылок, или создать ссылку на ссылку.

А теперь, вооружившись теорией, внимательно прочтите несколько следующих стра ниц. Итак, пока у вас ясная голова, на этом занятии мы рассмотрим следующие темы.

200 Часть II. Углубляемся в Perl • Основные сведения о ссылках.

• Создание структур данных из ссылок.

• Короткий пример, который поможет понять материал.

Основные сведения Обычные скалярные переменные создаются с помощью оператора присваивания, например:

Это обычный скаляр После выполнения этого оператора Perl создаст скалярную переменную $а и при своит ей строковое значение "Скаляр". Итак, до сих пор вы не встретили ничего не обычного, не правда ли? Можете считать, что в компьютере выделяется участок памя ти, называемый $а, который содержит строковое значение, как показано ниже.

Теперь, если вы присвоите значение скаляра $а другому скаляру, например $Ь с помощью оператора в памяти компьютера создается две одинаковые копии данных, которым присваиваются разные имена, как показано ниже.

Подобный оператор присваивания может пригодиться в том случае, если вы дейст вительно хотите иметь две независимые копии данных. Однако чаще всего нужно, чтобы обе переменные $а и $Ь соответствовали одному и тому же участку данных, а не его копии. В этом случае создать ссылку. Ссылка является просто указателем на некоторый участок памяти. Не забывайте, что она не содержит никаких реальных данных! Ссылка обычно хранится в скалярной переменной.

Чтобы создать ссылку на скалярную переменную, перед именем переменной сле дует поместить символ обратной косой черты. Например, чтобы создать ссылку $ref на переменную $а, используется такой оператор присваивания:

$ref=\$a;

Ссылка на переменную $а В результате в памяти компьютера создается такая структура:

$a | При этом в переменной $ref не содержится никаких реальных данных;

в эту пере менную помешается указатель (или адрес) переменной $а. Обратите внимание, что при создании ссылки значение переменной $а не изменяется. После создания ссылки с переменной $а можно выполнять те же действия, что и с обычной переменной, пример присваивать значения или распечатывать (print $а).

Поскольку в переменной $ref содержится ссылка на переменную $а, а не на сами данные, с ней нельзя выполнять те же действия, что и с обычными переменными.

Например, если вы попытаетесь распечатать значение переменной $ref с помощью 13-й час. Структуры и ссылки оператора print, то получите нечто вроде Чтобы получить доступ к со держимому переменой через ссылку $ref, необходимо выполнить так называемую операцию разыменования переменной Представьте себе, что на предыдущем ри сунке вы должны двигаться по стрелке к переменной $а. Это и будет разыменование.

Например, чтобы распечатать значение переменной $а через ссылку $ref, к ссылке необходимо добавить дополнительный символ $:

print $$ref;

В этом примере, естественно, подразумевается, что переменная $ref является ссылкой, а дополнительный знак доллара говорит интерпретатору о том, что это ссылка на переменную скалярного типа. В результате выбирается и значение переменной, на которое указывает переменная С помощью ссылки можно также изменить первоначальное значение переменной.

Это еще одно преимущество использования ссылок по сравнению с переменными копиями. В следующем примере значение переменной $а будет изменено:

значение";

Данный оператор будет выполняться по следующей схеме:

$ref Новое Если по ошибке в операторе присваивания вы укажете $ref вместо $$ref:

ссылка на переменную $а аннулируется и переменной $ref присваивается реальное значение строка "Ошибка!", как показано ниже.

После выполнения этого оператора переменная становится обычным скаляром, содержащим текстовое значение. Ссылку можно присвоить другой переменной с помо щью оператора присваивания так же, как это происходит со скалярами, например:

Ссылка на переменную $пате $oref=$nref;

Еще одна ссылка на переменную В результате получается следующая схема:

Евгений В этом примере для получения значения переменной $name ("Евгений") можно ис пользовать две ссылки $$nref и $$oref. Кроме того, можно создать ссылку на ссылку, как показано ниже на примере:

и Ссыпка на переменную $book Ссыпка на переменную (не на В данном случае цепочка ссылок будет выглядеть так:

Shook и мир| 202 Часть II. Углубляемся в Perl Теперь, для того чтобы добраться до значения переменной через ссылку $bref2, нужно использовать конструкцию $$$bref2. Обратите внимание, что для ссыл ки на переменную Sbook через $bref использовалась конструкция $$bref. Таким обра зом, "лишний" знак доллара обозначает, что для доступа к оригинальному значению переменной Sbook нужно сделать дополнительную операцию разыменования.

ССЫЛКИ на массивы Ссылки могут быть также созданы на массивы и хэши. Причем делается это так же, как и ссылка на обычную переменную, — перед именем массива или хэша в опе раторе присваивания нужно поставить обратную косую черту, например:

В результате скалярная переменная $aref будет содержать ссылку на массив Визуально это можно представить в виде следующей диаграммы:

garr Г 0 1 2 3 Для доступа к элементам массива через переменную-ссылку $aref можно ис пользовать один из приведенных ниже операторов:

[0] Первый элемент массива [2,3] Сечение массива Весь массив Для улучшения читабельности программы можно поместить переменную, ссы лающуюся на массив, в фигурные скобки, как показано ниже на примерах.

S$aref[0] тоже, и то же, что и тоже, и Например, в следующем фрагменте кода распечатываются все элементы массива с помощью переменной-ссылки foreach {element { print } ССЫЛКИ на хэши Ссылка на хэш создается точно так же, как и на обычный скаляр или массив:

нужно поместить перед именем хэша обратную косую черту:

В результате скалярная переменная $href будет содержать ссылку на хэш Визуально это можно представить в виде следующей диаграммы:

13-й час. и ссылки href Ключ Ключ Ключ Ключ Ключ Для доступа к элементам хэша через переменную-ссылку можно ис пользовать один из приведенных ниже операторов.

Отдельный элемент хэша адресуемый ключом key. До пустима также конструкция {key} Весь хэш Допустима также конструкция Например, для распечатки всех элементов хэша с помощью переменной ссылки можно воспользоваться следующим фрагментом кода:

(keys { print что в ССЫЛКИ на аргументы После того как мы рассмотрели ссылки на массивы и пришло время пого ворить о том, как можно передать в подпрограмму несколько массивов или хэшей.

Из материала 8-го занятия, "Функции", вы уже знаете, что приведенный ниже фрагмент кода не работает.

Внимание! Данный код не sub getarrays { my («а, } апельсин fcveggies=qw{морковь кабачок Этот фрагмент кода не работает потому, что в операторе вызова подпрограммы Gveggies) второй массив затеняется первым массивом и элементы обоих массивов присваиваются одному массиву Внутри под программы getarrays выполняется оператор присваивания В результате все элементы массива окажутся в массиве 8а, а массив окажется пустым.

Поскольку элементы обоих массивов при передаче в подпрофамму getarrays ока зались в массиве нельзя определить, где заканчивается один массив и начинается другой. В результате получился один большой массив.

Чтобы разрешить проблему, необходимо воспользоваться ссылками, т.е. в подпро фамму getarrays нужно передавать не два массива, а только ссылки на них. Вот пример:

I Данный код прекрасно работает!

sub getarrays { my } апельсин банан};

кабачок редис};

204 Часть II. Углубляемся в Perl Теперь подпрограмме getarrays всегда передаются два параметра, являющиеся ссылками на массивы. При этом размерность этих массивов не имеет никакого зна чения. Для доступа к элементам массивов внутри подпрограммы getarrays использу ются переменные-ссылки как показано ниже.

sub getarrays { my print print join(',', } Ниже мы рассмотрим особенности передачи ссылок на скаляры, массивы и хэши в виде параметров подпрограмм. Не забывайте, что при передаче ссылок в подпрограм мы у вас появляется возможность модифицировать данные, на которые указывают эти ссылки. Ниже приведены два примера.

t Передача значений Передача sub changehash { sub changehash { return;

$$href{beast}='медведь';

} return;

> => 'акула', bird => 'дрозд');

=> 'акула', bird => 'дрозд');

В примере слева хэш передается обычным образом. При этом массиву присваи ваются пары ключ-значение передаваемого в подпрограмму хэша Внутри под программы changehash элементы массива копируются в новый хэш ко торый модифицируется, после чего подпрограмма завершает свое выполнение. В ре зультате хэш уничтожается, а первоначальный хэш в главной про грамме остается без изменений.

В примере справа в подпрофамму changehash через массив передается ссылка на хэш fchash. В начале подпрофаммы ссылка копируется в локальную $href, но, несмотря на это, она по-прежнему указывает на хэш Далее внутри подпрофаммы происходит изменение хэша, на который указывает ссылка $href, и подпрофамма завершает свое выполнение. В результате в хэше появится новый ключ beast, которому присвоено значение 'медведь'.

При передаче аргументов в подпрофаммы массив §_ на самом деле является массивом ссыпок. Таким образом, при изменении элементов массива будут изменяться и значения аргументов, передаваемых в подпрофамму. Однако учти те, что изменение аргументов, переданных в подпрофамму, считается плохим стилем программирования. Поэтому, если нужно модифицировать в подлрофам ме передаваемые ей значения, используйте ссылки. В результате при анализе программы сразу становится понятно, что она модифицирует свои аргументы.

Создание структур Ссылки можно использовать не только для передачи массивов и хэшей в подпро фаммы. В этом разделе речь пойдет о создании с помощью ссылок сложных структур данных. Обратите внимание, что при выполнении операций со ссылками (после того 13-й час. Структуры и ссылки как они созданы) не требуется наличия самих элементов данных (скаляров, массивов или хэшей), на которые они ссылаются. Тем не менее после создания ссылки Perl со храняет элементы массива или хэша, даже если они по логике должны быть аннулированы (например, при выходе переменной из зоны видимости).

В* приведенном ниже примере хэш создается внутри блока кода, причем он является локальным для этого блока.

my { => light => 'Эдисон');

} print Будет напечатано "Эдисон" Внутри блока скаляру $href присваивается ссылка на локальный хэш После завершения работы блока ссылка на хэш остается в активном состоянии, не смотря на то что переменная была объявлена локальной для блока, вышла из зоны видимости и должна быть аннулирована. Таким образом, ссылки на скаляры, массивы, хэши и структуры будут существовать даже после выхода этих объектов из зоны видимости блока или подпрограммы. В нашем примере с помощью ссылки $href можно модифицировать хэш вне зоны его видимости (т.е. за пределами блока, в котором он был объявлен).

Если вы внимательно посмотрите на предыдущий блок кода, то увидите, что нет особого смысла объявлять локальный хэш и назначать ему имя поскольку оно используется только один раз. Для подобных случаев в предусмотрено специаль ное средство создания ссылок на структуры данных без назначения им промежуточ ных имен (типа Речь идет о так называемой анонимной памяти (anonymous stor age), В приведенном ниже примере создается ссылка на анонимный хэш, которая по мещается в переменную $ahref.

$ahref={ phone => light => 'Эдисон' };

Элементы анонимного хэша помещаются в фигурные скобки. Такая конструкция возвращает ссылку на созданный хэш, которую нужно присвоить Для работы с анонимным хэшем используется методика, описанная выше в разделе "Ссылки на хэши".

Анонимный массив создается с помощью квадратных скобок [], как показано ни же на примере.

апельсин банан клубника) ];

Для работы с анонимным массивом используется методика, описанная выше в разделе "Ссылки на массивы".

Данные, на которые указывают переменные-ссылки, уничтожаются, как только соответствующая переменная-ссылка выходит из области видимости, как показано ниже на примере.

{.

my { qw{0Bec рожь пшеница ячмень) ];

) print Будет напечатано "овес" } print Ошибка! Переменная $ref выила зоны видимости 206 Часть И. Углубляемся в Perl Следует отметить, что если в программе используется оператор use strict, то этот пример будет скомпилирован с ошибками. Причина заключается в том, что Perl счи тает переменную $ref глобальной, поскольку она используется в последнем операторе, и в то же самое время она объявлена локальной переменной блока, что недопустимо.

Если же активизировать режим выдачи предупреждений с помощью ключа то, ве роятнее всего, Perl выведет сообщение undefined value (неопределенное' значение), даже если при этом не используется оператор use strict.

Описанные выше анонимные хэши и массивы можно объединять в структуры данных, которые будут описаны в следующем разделе. Поскольку для хранения ссы лок на хэши и массивы используются одиночные скалярные переменные, их без про блем можно поместить в элемент массива или хэша, как показано ниже на примере.

$а=[ qw( рок поп классика ) ];

$b=[ фантастика боевик драма J ];

$с=[ журнал книга газета ) ];

Хэш, содержащий ссылки на массивы $а, film => $b, 'print' => $с);

Примеры структур данных В следующих разделах будут примеры организации структур данных с помощью массивов и хэшей, которые чаще всего используются при программировании.

Список или двумерный массив Список списков в Perl часто используется для организации структуры данных, на зываемой двумерным массивом. Как известно, обычный массив представляет собой ли нейный список значений, как показано ниже на рисунке.

[2] [1] Значение2 Значение Двумерный массив напоминает таблицу, содержащую строки и столбцы, в которой каждый элемент адресуется по номеру строки и столбца подобно координатам точки на плоскости. Первым в адресе элемента двумерного массива указывается номер стро ки (начиная с нуля), а вторым — номер столбца, как показано ниже.

[0] [2] [1] Данные Данные [0] [1] Данные Данные Данные Данные Данные Данные 13-й час. Структуры и ссылки В Perl не предусмотрено такого понятия, как многомерный массив. Зато по добную структуру данных легко создать с помощью массива ссылок на массивы.

Ниже приведен пример создания массива массивов, элементы которого состоят из литералов.

[ qv( Ford BMW Mercedes ) ], ( qv{ Toyota Mazda Mitsubishi) ], { qv( Peugeot Renault) Посмотрите внимательно на этот фрагмент кода. В нем создается список который состоит из ссылок на другие списки. Для доступа к отдель ным элементам внутренних массивов (или ячеек двумерного массива) используется следующий фрагмент кода:

или 1-я строка 2-й элемент "Mitsubishi", или 2-я строка 3-Й элемент Методика определения количества элементов во внешнем списке ничем не отли чается от той, которую мы применяли для массивов. Напомним, что речь идет о кон струкции или об использовании имени массива в скалярном контексте, например:

Номер последнего элемента массива Число строк в массиве Чтобы определить количество элементов во вложенных массивах, придется при бегнуть к небольшой хитрости. Конструкция $list_of возвращает ссылку на вторую строку "двумерного" массива Если распечатать это значение, то вы получите нечто типа Поэтому, чтобы элементы массива интерпретировались как вложенные массивы, при обращении к ним необходимо использовать знак как показано ниже на примере.

3-я строка состоит из 2-х элементов Номер последнего элемента во второй строке: Для перебора всех элементов списка списков можно использовать следующий фрагмент кода:

foreach my $outer { foreach Sinner print "$inner } print "\n";

В список списков можно добавлять новые элементы и строки, как показано ниже на примере.

Новая строка во внешнем списке Lincoln Chevrolet) ] );

f Новый элемент в первом вложенном списке 208 Часть II. Углубляемся в Perl Примеры других структур В предыдущем разделе была рассмотрена методика создания одной из основных структур Perl — двумерного массива — с помощью списка списков. Поскольку на размеры массивов, скаляров и хэшей в Perl не накладывается какого-либо ограниче ния, комбинируя их, вы можете структуры данных любой сложности. Ниже перечислено несколько примеров таких структур:

• список, элементы которого являются • хэш, элементы которого являются списками;

• хэш, элементы которого являются хэшами;

• хэши, элементы которых являются списком, а элементы являются хэшами, и т.д.

Из-за недостатка места на страницах этой книги мы даже не будем пытаться опи сать все эти структуры. В электронном справочном руководстве Perl есть специ альный раздел, который называется Perl Data Structure Cookbook. В нем очень подроб но описаны все перечисленные выше структуры данных и много других. Правда, язык изложения несколько труден для понимания. Для каждой рассматриваемой структуры в электронной документации приводятся следующие сведения:

• методика объявления структуры на примере литералов;

• способы наполнения структуры данными;

• процесс добавления новых элементов;

• способы доступа к отдельным элементам структуры;

• методика перебора всех элементов структуры.

Для отображения раздела Perl Data Structure Cookbook наберите в командной строке Отладка использующих ссылки При отладке программ новички часто путаются со ссылками и не могут понять, на структуру какого вида ссылается конкретная ссылка. Масла в огонь подливает и не совсем прозрачный синтаксис операторов со ссылками. Тем не менее в Perl преду смотрены средства, с помощью которых вы быстро поймете, что происходит в про грамме.

Для начала попытайтесь просто распечатать значение ссылки. При этом Perl ото бразит тип структуры данных, на которую указывает ссылка. Например, оператор print выведет примерно такое сообщение:

Оно означает, что в переменной хранится ссылка на массив.

Кроме массива, возможна ссылка на скаляр (SCALAR), хэш (HASH) и подпрограмму (CODE). Чтобы распечатать содержимое массива, на который указывает переменная необходимо интерпретировать эту ссылку как массив. Вот пример:

print 13-й час. Структуры и ссылки В отладчике также предусмотрены средства, позволяющие легко определить тип ссылки. Для этого нужно распечатать содержимое переменной-ссылки, как это вы делали при отладке обычных программ. В следующем примере исследуется содержи мое $ref.

print $ref Очевидно, что переменная $ref указывает на хэш. В отладчике предусмотрена спе циальная команда х, с помощью которой можно распечатать значение ссылки и эле менты той структуры, на которую она указывает:

х О 'apple' 'carrot' => 'vegetable' 'pear' => ' fruit' В данном случае ссылка указывает на хэш, в котором находятся три элемента с ключа ми 'apple', 'carrot' и 'pear'. Отладчик может также распечатывать и более сложные структуры данных, например списки списков, как показано в следующем примере:

DB<1> х $а О Первая строка двумерного массива 'Ford' Элементы первой строки 1 'BMW 2 'Mercedes' 1 t Вторая строка двумерного массива 'Toyota' Элементы второй строки 1 'Mazda' 2 'Mitsubishi' 2 Третья строка двумерного массива 'Peugeot' t Элементы третьей строки 1 'Renault' 2 'Citroen' В этом примере переменная $а указывает на массив В свою очередь элементы этого массива ссыпаются на три других массива— ARRAY(0xlb74cc) и А каждый из вложенных массивов содержит по три эле мента.

В модуле Data::Dumper предусмотрена специальная функция для распечатки содер жимого ссылок. Этот модуль интересен тем, что выводимая им информация имеет формат, который понимает Perl. Таким образом, вы можете сохранить информацию в файле, а затем загружать ее по мере необходимости. В результате вы получите воз можность сохранять значения переменных на диске. Модуль Data: будет опи сан на 14-м занятии, "Использование модулей".

Упражнение: еще одна игра — лабиринт После того как вы узнали столько нового и непонятного об этих странных ссылках и структурах данных, вам нужно немного развлечься. этом разделе мы рассмотрим упраж нение, демонстрирующее использование структур и ссылок на примере простой игры.

Игра создана по образу и подобию классических игр — задача состоит в том, что бы найти выход из лабиринта. Собственно лабиринт будет очень простым — он со стоит из комнат с одной или несколькими дверями. Двери могут располагаться во 210 Часть II. Углубляемся в Perl всех четырех стенах комнаты (в северном, южном, восточном и западном ниях). Цель игры — найти секретную комнату, к которой ведет только один правиль ный путь. Остальные пути ведут в тупик.

Итак, наберите в текстовом редакторе программу, приведенную в листинге 13.1, и сохраните ее в файле под именем Maze. Запустите программу и сыграйте с компьюте ром в игру, как показано в листинге 13.2.

Листинг Полный исходный текст игры в лабиринт 1:

-w 2: use strict;

3:

шу 5: [ qw( в зв зю ) ], 6: [ юз сю ) ], 7: [ qw( - сю зс ) J, [ qw( з з ) ], 9: );

10: my 'с',, [1,0], 11: 'в', [0,1], 'з', 12: my, 'восток', 'с', 'север', 13: 'з', 'запад', 'ю', 'юг');

14:

15: my $move;

17: sub { 18:

19: print "Вы можете пойти на ";

20: while($maze[$cx][$cy] { 21: print "$full{$l} ";

22: } 23: print 24: } 25: sub move_to { 26:

27:

29: if { 30: print "Ошибочное направление \n";

31: return;

32: } 33: $$xref += 34: += 35: } 36:

37: $curr_x == $x and $curr_y == $y) { 38: $curr_y);

39: print "Куда идеи? ";

40: $move=;

chomp $move;

41: exit if ($move =" 42: move_to($move, \$curr_x, \$curr_y);

43: } 44:

45: print Вы из 13-й час. Структуры и ссылки Листинг 13.2. Пример диалога с программой Вы можете пойти на восток (в) Куда в Вы на юг запад восток Куда идем?

Вы можете пойти на север восток запад Куда идем? в Вы можете пойти на юг запад Куда идем?

Вы можете пойти на север юг (со) Куда ндем?

Вы можете север восток Куда идем? в Поздравляем! вышли из лабиринта анализ программы.

Строки 1-2. С этих двух строк начинается практически любая программа на Perl. Ключ активизирует режим вывода предупреждений, а оператор use strict используется для ужесточения контроля интерпретатора над ошибками в программе и выявления плохого стиля программирования.

Строки 4—9. Здесь определяется структура которая описывает лабиринт.

Она представляет собой двумерный массив размером 4x4, реализованный в виде списка списков. Каждый элемент этого массива определяет положение дверей в соответствующей комнате лабиринта. Поэтому, если вы собираетесь изменить структуру лабиринта, позаботьтесь о том, чтобы из него был хотя бы один выход. В данном случае структура лабиринта выглядит так:

Начальная точка \ Конечная точка В одну из комнат (2,1) попасть невозможно, поэтому она отмечена знаком в структуре На самом деле для этих целей можно использовать любой символ, кроме с, п, з, в.

Часть II. Углубляемся в Perl • Строки 10-11. При движении игрока в одном из четырех направлений соответ ствующим образом должны изменяться его текущие координаты. Поэтому для вычисления нового положения игрока, в зависимости от его текущих координат и направления движения, используется хэш Например, при переме щении на "север" необходимо вычесть 1 из координаты х игрока, а его коорди нату у оставить без изменений. При движении на "восток" координата х остает ся без а координата у увеличивается на 1. (Начало координат нахо дится в левом верхнем углу лабиринта. Ось х направлена вниз, а ось у — впра во.) Изменение координат выполняется в строках 33 и 34 программы.

• Строки этих строках с помощью оператора описываются пе ременные, используемые в программе. Явного описания переменных требует оператор use strict. Текущее положение игрока хранится в пере менных и а его начальная позиция равна (0,0). Конечное положение игрока (3,3) хранится в переменных $х и $у.

• Строка 17. Эта подпрограмма отображает возможные направления дви жения игрока в зависимости от его положения (координат х и у).

• Строка 20. Из массива описания лабиринта выбираются коды разре шенных направлений движения для текущей комнаты Затем из кода направления в цикле выделяются буквы, соответствующие сторонам света (с, о, з, в), полное описание которых хранится в хэше Этот хэш используется только для преобразования кодов направлений (с) в название стороны света (север) и отображения его на экране монитора.

• Строка 25. Функции move_to передаются код направления (он сохраняет ся в переменной $new) и ссылки на текущие координаты игрока.

• Строка 28. Код направления преобразовывается к нижнему регистру с помощью функции а функция выделяет первый символ из вве денного пользователем кода направления. Результат снова присваивается переменной Например, если пользователь введет Восток, перемен ной присваивается значение в, Запад — з и т.д.

• Строка 29. Введенный пользователем код сравнивается с кодами возмож ного направления движения из текущей комнаты При несовпадении выводится сообщение об ошибке.

• Строки Выполняется изменение текущих координат х и у пользовате ля. Например, если был введен код направления в, из элемента хэша выбирается ссылка на двухэлементный массив (0, 1). В резуль тате к текущей координате х прибавляется значение 0 — a значение координаты у увеличивается на 1 — $direction{B}[l].

• Строка 37. В этой строке начинается тело основной программы. Цикл продолжается до тех пор, пока текущие координаты пользователя ($curr x и не сравняются с координатами $х и $у секретной комнаты.

• Строка 38. Отображается "план" текущей комнаты.

• Строки Введенный пользователем код направления движения считывается в переменную $move, после чего с помощью функции chomp 13-й час. Структуры и ссылки из нее удаляется символ перевода строки. Если пользователь введет сим вол q, игра завершается.

• Строка 42. Вызывается подпрограмма которой передаются код направления движения и ссылки на текущие координаты игрока. Эта подпрограмма выполняет пересчет текущих координат игрока и $curr_y в зависимости от введенного кода направления.

Чтобы задать другую конфигурацию лабиринта, просто измените значения элемен тов массива Обратите внимание, что форма лабиринта не обязательно должна быть квадратной. Не обязательно также определять возможные направления движе ния из каждой комнаты, как и не обязательно, чтобы вообще существовал выход из лабиринта. Однако в комнатах не должно существовать дверей, ведущих наружу лаби ринта. Учтите, что в программе не проверяется правильность построения лабиринта, хотя Perl выводит предупреждения, если вы неправильно зададите значения элементов массива Координаты секретной комнаты хранятся в переменных $х и $у. Изме ните их, если хотите переместить конечную точку лабиринта в другое место.

Резюме На этом занятии речь шла об основных приемах работы со ссылками. Сначала вы познакомились с процессом создания ссылок на основные структуры данных Perl:

скаляры, массивы и хэши, а затем рассмотрели способы работы с данными, опреде ляемыми ссылками. Вы узнали также, как создавать ссылки на хэши и массивы, кото рым не назначены имена. В Perl подобные данные называются анонимными. И в конце занятия были рассмотрены способы создания сложных структур данных с по мощью ссылок и приведены соответствующие примеры.

Вопросы и ответы При попытке распечатать список списков с помощью оператора print выво дятся значения типа и т.д. Почему это происходит?

В случае обычного массива оператор print выводит на печать его элементы, разделенные пробелом. Оператор print работает точно так же — он распечаты вает элементы массива которые являются ссылками на другие массивы. Чтобы распечатать элементы каждого из массивов, на который указывают элементы массива воспользуйтесь методикой, описанной выше в разделе "Список списков, или двумерный массив" этого занятия.

Я пытаюсь создать ссылку на список с помощью оператора $ref=\($a, $Ь, $с). По чему в результате в переменной оказывается ссылка на скаляр, а не на список?

В Perl конструкция $с) является сокращенной записью списка (\$а, \$Ь, \$с)! Поэтому в переменной $ref окажется ссылка на последний элемент списка, на ходящийся в круглых скобках, т.е. $с. А чтобы создать ссылку на анонимный массив, воспользуйтесь оператором $b, $c].

214 Часть II. Углубляемся в Perl Семинар Контрольные вопросы 1. Чему будет равно значение переменной Sref после выполнения оператора а) ничему, поскольку такой синтаксис недопустим;

б) "орехи";

в) ссылке на анонимный скаляр.

2. Что будет создано в результате объявления такой структуры?

$а=[ "Иванов", [ Вася, Света) ]}, { name==> "Петров", [ Маша, ]}, а) хэш, элементы которого являются хэшами, содержащими списки;

б) список хэшей, содержащих список;

в) список списков, содержащие другие списки.

Ответы 1. Правильный ответ — вариант в). Ссылки можно создать на любое значение, а не только на скаляр, массив или хэш. Например, с помощью оператора $ref=\100;

создается ссылка на число. Если вы не уверены в ответе или от ветили неправильно, попытайтесь создать короткую программу, выполнить ее под отладчиком и посмотреть, что же получится на самом деле.

2. Правильный ответ — вариант б). На этом занятии мы явно рассматрива ли подобную структуру, однако вы должны легко понять, что она означа ет, — это список хэшей, элементы которых содержат списки (данные для ключа kids).

Упражнения Измените игру в лабиринт Maze так, чтобы появилась возможность движения игрока по диагонали. Для этого введите четыре новых кода направления, поскольку программа не позволяет идентифицировать коды сз, и юз.

Подсказка: решение поставленной задачи состоит в помещении новых кодов направления в массив их описания в хэш и соответствующих числовых пар ([1,1], [-1,-1] и т.д.) в хэш Создайте структуру (можно на листе бумаги), описывающую счет за теле фонные переговоры. В структуре (хэше) должны содержаться ключи и соот ветствующие для них данные (фамилия, адрес, номер телефона), а также список телефонных звонков, сделанных абонентом. В каждом элементе спи ска (тоже хэша) должна храниться дата и номер телефона.

час. Структуры и ссылки 14-й час Использование модулей как вы, наверное, уже заметили, чрезвычайно гибкий, можно сказать, универ сальный, язык. Он позволяет работать с файлами, текстом, математическими форму лами, алгоритмами и другими элементами, которые обычно присутствуют в любом языке программирования. В Perl большое внимание уделяется функциям специаль ного Основу языка составляют регулярные выражения. Они очень важны для той области, в которой используется Perl, хотя многие языки прекрасно обходятся и без них. В Perl предусмотрена возможность запуска внешних программ (с помощью обратных кавычек, каналов и функции которую мы рассматривали на занятии, "Взаимодействие с операционной системой". Но опять-таки заметим, что во многих языках таких возможностей нет вообще.

При разработке любого языка программирования возникает искушение включить мак симум полезных функций в основную часть самого языка. Если поддаться этому искуше нию, можно создать слишком громоздкий, неповоротливый язык, пользоваться которым будет неудобно. Например, некоторые разработчики языков считают, что в основу языка необходимо включить поддержку доступа к World Wide Web. Это, конечно, хорошая идея, но данная функция нужна далеко не каждому. И если через лет Web будет иметь мень шее значение, чем сегодня, то придется принять решение удалить эту поддержку, в резуль тате чего множество уже написанных программ попросту перестанет работать.

Разработчики Perl выбрали другой путь. Начиная с Perl 5, сам язык можно расширять путем использования модулей. Модули — это наборы программ на Perl, расширяющие возможности самого языка и область его применения. Например, существуют модули, реа лизующие возможности Web-броузеров, функции работы с графикой, поддерживающие функции Windows OLE, обеспечивающие возможность работы с базами данных и многое другое, что только можно вообразить. Однако следует отметить, что для работы самого ин терпретатора Perl дополнительные модули не нужны. Он является полностью функцио нальным и законченным языком и не нуждается в дополнительных модулях.

С помощью модулей можно получить доступ к большой библиотеке отлаженных подпрограмм, которые будут полезны вам при написании собственных программ.

Фактически, оставшаяся часть этой книги будет посвящена написанию с помощью модулей Perl.

216 Часть II. Углубляемся в Perl В момент написания этой книги существовало свыше 3500 модулей, причем в стандартную поставку Perl включено не многим более 20 из них. Эти модули можно использовать в своих программах практически для любой цели, причем, по большей части, совершенно бесплатно. Не забывайте, что многие сложные проблемы, которые вам предстоит решить, на самом деле уже кем-то решены. И все, что нужно сде лать, — это установить в системе нужный модуль и правильно им воспользоваться.

Основные темы этого занятия.

• Использование модулей в программах на Perl.

• Краткий обзор некоторых встроенных модулей.

• Описание списка основных модулей, входящих в поставку Perl.

Немного введения Чтобы использовать некоторый модуль в программе на Perl, воспользуйтесь дирек тивой use. Например, чтобы включить в программу модуль Cwd, просто поместите в любом месте своего кода следующий оператор:

use Cwd Как уже было сказано, не имеет значения, в каком месте кода вы вставите конст рукцию use Cwd. Но для ясности и простоты использования программы лучше всего поместить этот код в ее начало.

Модуль Cwd мы уже рассматривали на 10-м занятии, "Файлы и каталоги". Но в то время вы еще не знали, как он работает. При запуске программы, в которую включен код use Cwd, на самом деле происходит следующее.

1. Интерпретатор Perl открывает вашу программу и считывает весь код до тех пор, пока не найдет оператор use Cwd.

2. При установке интерпретатора Perl назначается определенный каталог, в котором должны храниться модули. В этом каталоге Perl и будет проводить ся поиск модуля с именем Cwd. Этот модуль представляет собой файл, со держащий программу на языке Perl.

3. считывает модуль, при этом инициализируются все функции и пере менные, необходимые для работы этого модуля.

4. Интерпретатор Perl продолжает чтение и компиляцию программы с того места, где он прервался на обработку директивы use.

И это все. После того как Perl прочитает всю программу целиком и будет готов запус тить ее, все функции, представляемые данным модулем, будут готовы к использованию.

Вы, возможно, заметили, что конструкция use strict во многом напоминает use Cwd. Чтобы вы не запутались, нужно сказать следующее: оператор use это ко манда общего назначения, "приказывающая" интерпретатору Perl сделать что либо. Если говорить о use strict, то этот оператор ужесточает контроль интер претатора использованием необъявленных и не инициализируемых переменных;

модуля с именем strict не существует. А оператор use Cwd используется для включения некоторого модуля в программу. Пусть это отличие не слишком вас беспокоит — оно незначительное и вряд ли серьезно повлияет на вашу работу.

Когда вы включаете в программу Cwd, вам становится доступна новая функция cwd. Эта функция возвращает имя текущего рабочего каталога.

14-й Использование модулей Чтение документации Все модули Perl сопровождаются собственной документацией. Фактически, если вам доступен модуль, то доступна и документация на него, поскольку она, как прави ло, находится в самом модуле.

Чтобы просмотреть документацию к модулю, воспользуйтесь программой perldoc, указав имя этого модуля. Например, чтобы просмотреть документацию для cwd, в ко мандном приглашении операционной системы просто наберите следующее:

perldoc Cwd В результате документация будет отображаться в постраничном режиме. Ниже приведен пример (с некоторыми сокращениями).

Cwd(3) 5.005, patch 02) Cwd(3) NAME - get pathname of current working directory Cwd;

$dir cwd;

use Cwd;

$dir = getcwd;

use Cwd;

$dir = fastgetcwd;

DESCRIPTION The function re-implements the getcwd(3) (or getwd(3)) functions in Perl.

The function a singl e argument returns the absolute pathname for that argument. uses the same as getcwd(). (actually getcwd() is Как следует из описания, модуль Cwd на самом деле позволяет использовать три новых функции: cwd, getcwd и fastgetcwd. Если они действительно вам нужны, то не пожалейте времени на ознакомление с документацией к модулю Cwd.

Если вас интересует, как работает конкретный модуль, ознакомьтесь с его содер жимым. В модули написаны на и хранятся в системном каталоге ин терпретатора. Например, модуль Cwd хранится в файле с именем Располо жение этого файла может меняться, но обычно он находится в том каталоге, в кото ром установлен Perl. Путь к каталогу с модулями хранится в переменной Что бы вывести ее значение, наберите после приглашения команду perl -v.

Поскольку многие модули созданы сторонними программистами, а не разработчи ками и обычно распространяются бесплатно, то и качество документации на них может быть самым разным — от очень хорошего до крайне неудовлетворительного.

Однако стоит отметить, что основные модули, входящие в стандартную поставку и упоминаемые в этой книге, а также другие известные модули, такие как и LWP, 218 Часть II. Углубляемся в Perl имеют очень хорошую документацию. Документация к менее популярным модулям обычно является довольно точной и аккуратной, но может оказаться и недостаточно подробной. Если вы не можете разобраться в работе некоторого модуля, обратитесь к материалу занятия, "Сообщество Perl", чтобы выяснить, какими ресурсами можно воспользоваться или как связаться с автором модуля, чтобы задать ему интере сующий вас вопрос. • Какие могут возникнуть проблемы?

ЕСЛИ ваша версия интерпретатора Perl установлена правильно и не имеет внешних повреждений, то никаких проблем возникнуть не должно. Но, к сожалению, реаль ный мир далеко не идеален, и иногда что-то идет не так, как надо.

Если вы получили следующее сообщение об ошибке:

syntax error in file at line YYY, next two tokens "use то следует проверить, какая версия Perl у вас установлена. Попробуйте после приглашения системы следующую команду:

perl Если указанный Perl номер версии окажется меньше 5 например, то у вас очень, очень старая версия и вы должны модернизировать ее. В ней нет многих воз можностей версии 5. Кроме того, во всех старых программах не обеспечивается долж ным образом защита данных. Фактически ни один из примеров, приведенных на 13-м за нятии, "Структуры и ссылки", не будет работать в версии Perl 4. Если вы используете Perl 4, то уже должны были это заметить. Немедленно проведите модернизацию.

Вы можете получить также следующее сообщение об ошибке:

Can't locate in contains: path..

BEGIN aborted Обычно это означает одно из трех.

• Вы неправильно указали имя модуля (например, сделали в нем орфографиче скую ошибку).

Имена модулей являются зависимыми от регистра, т.е. записи use Cwd и use cwd — это не одно и то же. У некоторых имен модулей внутри есть двоеточия (::) — например File: :Find, такие имена нужно тоже правильно набирать.

• Модуль, который вы пытаетесь подключить, не входит в стандартную по ставку и не установлен на данном компьютере в соответствующем каталоге.

В каждую версию Perl входит примерно 150 модулей — это и есть "стандартная поставка". Некоторые из них будут перечислены ниже на этом занятии. И все они должны работать без проблем. Если нужный вам модуль не входит в стандартную поставку, то вы или ваш системный администратор должны установить его.

В, приложении "Инсталляция модулей в Perl" приводится инструкция о том, как установить эти дополнительные модули.

• Установка Perl проведена не до конца, либо интерпретатор с ошибками.

К сожалению, время от времени это случается.

14-й час. Использование модулей Интерпретатор Perl ищет установленные модули в тех каталогах, которые перечис лены в сообщении об ошибке в переменной INC. Если модули были перемешены, удалены или стали недоступны по какой-то другой причине, то самый простой вы ход — переустановить Perl. Но прежде чем взять на себя этот труд, нужно убедиться в том, что поврежденный модуль является стандартным. Любые дополнительные моду ли, которые вы установили самостоятельно, вполне могут оказаться в других катало гах, и это обычная практика. Более подробная информация о том, как устанавливать модули в нестандартных каталогах и как их использовать, содержится в приложении.

Краткий обзор А теперь перейдем к краткому рассмотрению некоторых модулей, входящих в стандартную поставку Perl и уже установленных на вашем компьютере.

Исследование файлов и каталогов На 10-м занятии, "Файлы и каталоги", вы узнали, как открывать каталоги и читать списки имен файлов, содержащихся в этих каталогах. Тогда же попутно встал вопрос о чтении подкаталогов, но мы не стали углубляться в него. Теперь настало время узнать, как без особых усилий выполнить рекурсивное чтение каталога и вложенных подкаталогов.

Можно написать простую программу поиска файла, о котором неизвестно точно, в каком каталоге он находится. Например, вам нужно найти файл с именем который находится в одном из подкаталогов каталога documents, имею щего следующую структуру:

/documents -/personal На этом рисунке показана структура каталогов, которые находятся в родительском каталоге с именем documents. Найти файл, расположенный в одном из подкаталогов каталога documents, с помощью команд opendir/readdir/closedir непросто. Сначала нужно провести поиск по каталогу documents. Затем нужно продолжить поиск по всем подкаталогам, входящим в documents, accounting, и personal, а потом по всем каталогам, содержащимся в этих каталогах, и т.д.

Это старая проблема, которую программисты решают снова и снова на протяже нии последних 30 лет. Писать собственное решение данной проблемы значит зря терять время. Как и следовало ожидать, разработчики нашли простое решение, реализованное в модуле Чтобы использовать этот модуль в программе, просто поместите в нее (желательно, в начале) следующий код:

use В результате вам станет доступна новая функция с именем Ее синтаксис вы глядит следующим образом:

find 220 Часть II. Углубляемся в Perl Второй аргумент данной функции — это список каталогов, по которым проводится поиск. А первый аргумент — новый для вас;

это ссылка на подпрограмму. Ссылка на подпрограмму создается точно так же, как и ссылка на скаляр или массив: это просто имя подпрограммы, перед которым стоит обратная косая черта. Чтобы сделать ссылку на подпрограмму, перед ее именем вы должны поставить символ Подпрограмма, имя которой указано в качестве первого параметра в функции find, будет вызываться для каждого файла и каталога из списка dirlist.

В листинге 14.1 приведена программа поиска пропавшего файла Листинг Поиск файла 1:

-w 2: use strict;

3: use File::Find;

4:

5: sub wanted { 6: if ($_ eg { 7: print $File::Find::name;

8: } 9: } find '/documents';

Проведем анализ программы.

• Строки С этих двух строк начинается практически любая программа на Perl. Ключ -w активизирует режим вывода предупреждений, а оператор use strict используется для ужесточения контроля интерпретатора Perl над ошибками в программе и выявления плохого стиля программирования.

• Строка 3. К вашей программе подключается модуль File::Find. В результате становится доступной функция find.

• Строка 5. Эта функция вызывается для каждого файла и каждого подката лога, находящихся в каталоге /documents. Например, если в этом каталоге содержится 100 файлов и 12 подкаталогов, то подпрограмма wanted будет вы зываться раз.

• Строка 6. Когда вызывается функция переменная $File: :Find: будет содержать полный путь к текущему обрабатываемому файлу, а переменная $_ — только имя файла. В этой строке определяется, является ли искомым именем файла important.doc;

и если да, то печатается полный путь к этому файлу.

• Строка 10. При вызове функции find ей передается ссылка на подпрограм му Uwanted и имя каталога, в котором производится поиск файла. Функция wanted () вызывается для каждого файла и каталога, содержащихся в Для функции, вызываемой будут доступны следующие переменные.

• полный путь к текущему файлу (каталог и имя файла);

• $File: :Find: :dir — имя текущего каталога;

14-й час. Использование модулей • $ — имя текущего файла (без указания каталога). Очень важно, что бы вы не меняли значение переменной $_ в своей функции. Если же вы сделали это, то не забудьте в конце произвести обратную замену.

В листинге приведен еще один пример использования модуля В этом примере удаляются все файлы с расширением с устройств С: и D:. Эти вре менные файлы имеют свойство накапливаться и "съедать" свободное пространство жесткого диска. Данную программу можно легко адаптировать для удаления файлов на компьютере, на котором установлена система UNIX, или для выполнения любых других функций по обслуживанию файловой системы.

Листинг Удаление временных файлов 1:

2: use strict;

3: use File::Find;

4:

5: sub wanted { 6: что это: имя файла или каталога 7: if ( -f ) { 8: f В пути к файлу должна быть строка 9: if ( { 10: print "Удаление 11: unlink $File::Find::name;

12: } 13: } } 15: find(\Svanted, Программа, приведенная в листинге 14.2, в основном аналогична программе из листинга 14.1. Проведем анализ ее отличий.

Строка 7. Проводится проверка файла, имя которого передано подпрограм ме wanted, для выяснения, обычный ли это файл или каталог. Как вы пом ните, данная подпрограмма вызывается и для файлов, и для каталогов.

Строки Проводится проверка имени файла для выяснения того, со держится ли в конце его расширение И если да, то данный файл уда ляется с помощью команды unlink.

Копирование файлов Еще одну распространенную задачу — копирование файлов — можно выполнить в Perl довольно сложным путем.

1. Откройте исходный файл для чтения.

2. Откройте выходной файл для записи.

3. Прочитайте исходный файл и выполните запись его содержимого в выход ной файл.

4. Закройте оба файла.

222 Часть II. Углубляемся в Perl И, конечно, после каждого шага вы должны убедиться в том, что ошибок не произошло и что каждая операция записи была выполнена успешно, А теперь позвольте мне показать вам более простой способ. В предусмотрен модуль осуще ствляющий копирование файлов. Ниже приведен пример использования этого модуля.

use File::Copy;

"destination") "Ошибка при копировании файлов:

Этот фрагмент кода копирует содержимое исходного файла в выходной файл destination. Функция возвращает значение 1 в случае успешного заверше ния операции и 0, если возникла какая-то проблема, При этом переменной при сваивается текст соответствующего сообщения об ошибке.

В модуле File::Copy предусмотрена также функция Путем простого измене ния структуры элементов каталога файловой системы функция move пытается выпол операцию перемещения файлов без физического переноса их содержимого. Если исходный и выходной файлы расположены в одном каталоге и имеют разные имена, выполняется обычная операция переименования файлов. Обычно функция move так работает в случае, когда оба файла находятся в одной файловой системе на одном диске. Если же по какой-либо причине выполнить быструю операцию перемещения файлов не удается, функция move сначала копирует исходный файл в выходной, а за тем удаляет первоначальный файл. Рассмотрим следующий пример:

use File::Copy;

if { warn "Ошибка при перемещении файла important.doc:

unlink > Данный фрагмент кода перемешает файл important.doc из его текущего каталога в каталог Если при выполнении функции move произошел сбой, то в выходном каталоге возможно появление частично скопированного файла important.doc. В случае неудачного завершения операции move функция unlink удаляет частично скопированный файл из выходного каталога.

Есть здесь кто-нибудь?

Модули Perl не ограничиваются только выполнением операций над файлами и ка талогами. Например, модуль можно использовать для определения того, может ли компьютер нормально взаимодействовать с другим узлом сети.

Имя модуля Net: :Ping происходит от утилиты ping системы UNIX. Эта утилита по лучила свое имя от слова "ping", обозначающего акустический импульсный сигнал, который используется на подводных лодках для обнаружения объектов по принципу отражения звука. Утилита ping посылает некоторый пакет другому компьютеру в сети.

Если этот компьютер включен и нормально функционирует, то он посылает ответ, и команда ping сообщает об успешном выполнении операции. Модуль мер использования которого приведен ниже, работает аналогично.

use if ( 15) ) print Yahoo функционирует нормально.";

} else print "C Yahoo что-то } 14-й час. Использование модулей Как видно из данного фрагмента кода, в модуле Net: :Ping предусмотрена функция с именем У этой функции два аргумента. Первый — это имя узла сети, который нужно проверить на работоспособность (в данном случае — Второй аргу мент указывает, как долго (в секундах) функция pingecho должна ждать ответа.

Из-за особенностей языка для систем Windows 95/98/NT к моменту написа ния данной книги (лето 1999) модуль Net: :Ping не работал. Этот модуль зависит от функции alarm, которая не работает в системе Однако фирма Ас tivestate — главный разработчик Perl для системы Windows — объявила о планах реализации многих недостающих функций для Windows и о внесении соответст вующих изменений в Еще раз, пожалуйста, но по-английски!

Модуль English позволяет обращаться к некоторым специальным переменным Perl по их более понятным именам, как показано в следующем примере:

use English;

{ print $ARG;

} В приведенном фрагменте кода конструкция while{<>) обычно считывает одну строку текста из потока STDIN и присваивает его переменной $. В нашем примере по прежнему все так и происходит. Но при использовании оператора use English к пере менной можно обращаться по имени Ниже приведен частичный список спе циальных переменных и их английских эквивалентов.

Специальная переменная название $!

$ Полный список специальных переменных и их английских эквивалентов можно найти в электронной документации к модулю English.

Дополнительные средства диагностики Модуль diagnostics языка Perl помогает находить ошибки в программе. Если по ходу чтения вы будете учиться языку, набирая примеры из данной книги, то наверня ка будете получать от интерпретатора Perl сообщения об ошибках, которые не сможе те понять до конца. Например, короткая программа -v use strict;

print "Для получения помощи отправьте сообщение по адресу 224 Часть II. Углубляемся в Perl заставит Perl выдать следующее предупреждающее сообщение:

In string, now must be written as at line Global requires explicit package name at line Благодаря модулю diagnostics Perl выдает подробные предупреждения и сообще ния об ошибках. Можно изменить приведенную выше программу-образец, включив в нее модуль диагностики следующим образом:

-w use strict;

use diagnostics;

print получения отправьте сообщение адресу В результате такого изменения программы и использования модуля диагностики будет выдано более подробное сообщение:

In string, now must be written as at line Global requires explicit package name at./diag.pl line (F) You've said "use strict vars", which indicates that all variables must either be lexically scoped (using "my"), or explicitly qualified to say which package the global variable is in (using "::").

Если вы немного поразмышляете об этих двух сообщениях, то станет ясно, что они связаны. Первое сообщение очевидно. Perl говорит о том, что направлять письма по электронной почте нужно по адресу Теперь, после данного объ яснения, второе сообщение становится более понятным. Так как была активизирована команда use strict, переменную следовало объявлять с помощью Но дело в том, что (Isupport — не переменная, а часть электронного адреса, которая просто была неправильно интерпретирована Perl.

Буква перед сообщением указывает на тип ошибки. (W) обозначает предупрежде ние, (D) говорит об использовании устаревшего и не рекомендуемого синтаксиса, (S) — это строгое предупреждение, a (F) это серьезная ошибка. Программа на Perl продолжает работу при выдаче всех типов сообщений, за исключением В документации Perl предусмотрено около 60 страниц описания сообщений об ошибках. Если вам трудно понять, что означают краткие сообщения Perl об ошибках, то иногда разобраться в них поможет команда use diagnostics.

Полный список сообщений об ошибках и диагностической информации можно найти в разделе perldiag электронной документации Perl.

ПОЛНЫЙ СПИСОК стандартных модулей Пространное описание абсолютно всех модулей, включенных в Perl, выходит за рамки данной книги. Ниже перечислены модули, входящие в стандартную поставку и дано их краткое описание. Если вы хотите знать, какие операции выполняет модуль и как он работает, используйте утилиту чтобы просмотреть докумен тацию к данному модулю.

14-й час. Использование модулей Имя Описание модуля Позволяет компилировать функции только по мере необходи мости Разделяет модули для автозагрузки Benchmark Позволяет многократно замерять скорость выполнения функций для проведения тестирования производительности программы CGI Разрешает доступ к функциям CGI при программировании сценари ев для Web-серверов, о которых пойдет речь в части "CGI программирование на Perl", данной книги CPAN Обеспечивает доступ к архивам модулей для инсталляции но вых модулей Carp Генерирует сообщения об ошибках DirHandle Обеспечивает объектный интерфейс к дескрипторам каталогов Создает связь между переменными окружения операционной сис темы и переменными языка Perl Exporter Позволяет написать собственные модули Позволяет написать собственные модули или установить имею щиеся File::* Предлагает дополнительные операции с файлами, такие как File::Copy Позволяет выполнять с именами файлов операции, независимые от операционной системы FileCache Открывает больше файлов, чем обычно позволяет операционная система Находит имя текущей выполняющейся программы * Позволяет обрабатывать в программе параметры командной строки I18N::Collate Позволяет выполнять сортировку в соответствии с определенным алфавитом IPC::* Обеспечивает взаимодействие между процессами, например двух или трехуровневый конвейер Math: :* Позволяет использовать расширенные математические библиотеки для выполнения операций с произвольной точностью над целыми, комплексными числами и числами с плавающей точкой Net::* Позволяет получать информацию об узлах сети. Например, Net::hostent преобразует IP-адреса, такие как 204.71.200.68, в име на узлов сети, например Pod::* Обеспечивает доступ к программам форматирования в стиле ста рой документации Perl Symbol Позволяет просматривать или изменять собственную таблицу симво лов Perl Hostname Возвращает имя вашего компьютера в сети, соответствующее его IP-адресу Sys::Syslog Позволяет сделать запись в журнале ошибок системы UNIX 226 Часть II. Углубляемся в Perl Имя Описание модуля Обеспечивает интерфейс функций управления терминалом для по Term::* зиционирования курсора, очистки экрана и т.д.

Text::Abbrev Строит таблицы сокращений Позволяет анализировать текст по словам Классифицирует слова на основе произношения с помощью метода Soundex Tie::* Связывает переменные с функциями, чтобы вы могли реализо вать собственные массивы и и Позволяет выполнять различные операции с датами и временем.

Например, можно преобразовать дату, заданную в формате Sat 24 16:21:38 EDT 2000, в количество секунд, прошедших с 0 часов января constant Позволяет определить постоянные значения integer В некоторых случаях заставляет Perl выполнять математические действия над целыми числами, а не над числами с плавающей locale Заставляет выполнять сравнение строк на основе установленного алфавита Что дальше ЕСЛИ ВЫ хотите получить представление о том, какие модули можно полу чить в свое распоряжение, причем бесплатно, воспользуйтесь Web-броузером и обратитесь по адресу http://www.cpan.org. Представленные там модули разбиты по категориям.

Для установки некоторых модулей требуется компилятор языка С и мини мальная среда разработки. Этих средств может не быть на компьютере, на ром установлена система Windows. В версии Perl фирмы Activestate содержится утилита РРМ, которую можно использовать для просмотра и инсталляции новых модулей.

В приложении содержатся пошаговые инструкции по инсталляции модулей на компьютерах, под управлением систем UNIX и Windows. В этих инструкциях описы вается, как использовать модуль CPAN (для системы UNIX) и утилиту РРМ фирмы Ac tivestate для инсталляции новых модулей.

Резюме На этом занятии вы узнали, как использовать модули для расширения возможно стей языка Это позволяет легко решать многие стандартные задачи. Описанный здесь универсальный модульный подход будет использоваться на протяжении ос тавшейся части книги. Кроме того, вашему вниманию были представлены некоторые широко используемые модули, а также полный список модулей, включенных в дартную поставку Perl.

14-й час. Использование модулей Вопросы и ответы Что означают двоеточия (::) в именах переменных в модуле File::Find, например Модули Perl могут создавать альтернативные области имён переменных, называе мые пространствами имен. Это сделано для того, чтобы не путать имена глобальных переменных модуля и имена глобальных переменных вашей программы. Поэтому глобальная переменная в модуле Cwd будет называться $Cwd::x. Большинство глобаль ных переменных вашей программы на самом деле имеют полное имя, которое отли чается от сокращенного. Например, полным именем $х будет $main::x.

Но пока для нас это не имеет особого значения.

На моем компьютере установлена система Windows 95/98/NT, и нужный мне модуль нельзя установить с помощью программы Как же мне инсталлировать его?

К сожалению, для установки большинства модулей СРАН необходима полная UNIX подобная среда разработки для компиляции и инсталляции модулей;

такую среду не легко получить на компьютере, на котором установлена система Windows. Если вы хорошо владеете искусством работы с компилятором С, то можете загрузить среду разработки и создать собственный модуль;

но сделать это не так просто.

У меня есть старая программа на Perl, в которой вместо оператора use используется require. Что такое require?

Оператор require аналогичен use. Поскольку в Perl 4 не было ключевого слова use, в нем использовалось require. Оператор require заставляет интерпретатор находить библиотечный файл и включает его в вашу программу — подобно use. Но главное от личие состоит в том, что директива require может обрабатываться во время выполне ния программы, тогда как директива use выполняется только в процессе загрузки программы (т.е. во время компиляции).

Семинар Контрольные вопросы 1. ЕСЛИ ВЫ хотите дважды использовать функцию cwd в программе, то сколько раз вы должны ввести команду use Cwd;

?

а) один раз;

б) по одному разу для каждого случая использования функции cwd, т.е.

всего два раза;

в) ни разу, так как cwd — это встроенная функция.

2. В каком модуле предусмотрен псевдоним для переменной б) English в) у $ нет псевдонимов.

223 Часть II. Углубляемся в Perl Ответы 1. Правильный ответ — вариант а). После того как модуль подключен к про грамме с помощью директивы use, все его функции будут доступны для ис пользования в остальной части программы.

2. Правильный ответ — вариант б). Использование оператора use English приво дит к тому, что к переменной $ можно также обращаться под именем Упражнения Откройте приложение к этой книге и попытайтесь использовать приведен ные в нем команды для инсталляции модуля Bundle: из CPAN. Вам по надобится этот модуль для выполнения примеров, описанных на 24-м заня тии, "Создание интерактивного Web-сервера".

14-й час. Использование модулей час Обработка данных в Perl До сих пор мы рассматривали программы, в которых исходные данные вводились в процессе диалога с пользователем или из файла, а результат вычислений отображался на терминале. Но вы когда-нибудь задумывались над вопросом: "Что происходит с данными, полученными в результате работы программы, после ее завершения?" Ни чего особенного, они попросту теряются, будто ничего и не было. Таким образом, при следующем запуске программы нужно начинать все вычисления сначала.

Вот тут-то на помощь и приходят базы данных. Они используются для хранения данных, предназначенных для последующей обработки. Более того, правильно спро ектированная база данных может использоваться многими программами для выпол нения запросов, создания всевозможных отчетов и ввода данных. Перед разработкой базы данных вы должны тщательно продумать ее структуру и определить способы хранения данных. Есть еще одна немаловажная деталь, которую нужно иметь в ви ду, — метод доступа к данным: будет ли с базой данных работать один человек, или необходимо обеспечить доступ одновременно для нескольких пользователей.

На этом занятии мы рассмотрим несколько способов хранения данных, предна значенных для дальнейшего использования.

Основные темы этого занятия.

• Создание DBM-файлов и хранение данных в них.

• Использование в качестве базы данных обычного текстового файла.

• Произвольный доступ к данным, хранящимся в файлах.

• Блокировка данных в файле для предотвращения одновременного доступа к ним нескольких пользователей.

Файлы DBM При программировании на использование DBM-файлов является самым про стым способом хранения структурированных данных. Файлы DBM обладают одним замечательным свойством — в программах на Perl их можно напрямую связать с хэ 230 Часть II. Углубляемся в Perl шем. При этом чтение и запись сводится к простым операциям с хэ шем, о которых шла речь на 7-м занятии, "Хэши".

Чтобы связать хэш с DBM-файлом, в используется функция dbmopen, синтак сис которой выглядит так:

В результате выполнения этой функции указанный вами хэш подключается к DBM-файлу. Параметр на самом деле определяет два файла на жестком диске: рад и Они используются Perl для хранения данных в иерархическом виде и быстрого доступа к ним. Эти файлы не являются текстовыми, поэтому их нельзя редактировать с помощью обычного текстового Кроме того, не обращайте внимания, если один из файлов имеет нулевую длину или его размер слишком велик по сравнению с сохраненными в нем данными. Это вполне нормальное явление.

Третий параметр функции dbmopen определяет права доступа, которые назначаются двум DBM-файлам при их создании. При работе в системе UNIX всегда используйте осмысленные значения Это позволит контролировать доступ к вашим DBM-файлам. Например, значение кода прав доступа, равное 0666, обеспечивает дос туп по чтению и записи к вашим DBM-файлам для всех пользователей данного ком пьютера;

значение 0644 позволяет вам читать и записывать данные, в то время как для остальных пользователей обеспечивается только режим чтения. При работе в системе Windows данный параметр не играет особой роли, поскольку в ней не предусмотрены средства управления доступом. Поэтому всегда используйте значение 0666.

Функция dbmopen возвращает истинное значение, если операция подключения хэ ша к DBM-файлу прошла успешно. А теперь давайте рассмотрим пример:

|| die "Ошибка открытии $!";

После выполнения этого оператора устанавливается связь хэша с DBM файлом dbmfile. Для хранения хэша на диске Perl создает два файла: и Если в последующих операторах значение элементов хэша будет измене но (как показано ниже на примере), автоматически обновит соответствующие DBM-файлы:

Обращение к элементам хэша автоматически приводит к считыванию информации из DBM-файла, например:

print Чтобы разорвать связь хэша с DBM-файлом, используется функция После выполнения этой функции элементы хэша ' и ' останутся в В результате при следующем запуске программы и связывании хэша с DBM-файлами значение указанных элементов хэша будет восстановлено.

С хэшами, связанными с DBM-файлами, можно выполнять те же операции, что и с обычными хэшами, например использовать функции keys, values и delete. Чтобы очистить хэш (и соответственно присвойте ему пустой список, как пока зано ниже:

15-й час. Обработка данных в Чтобы инициализировать хэш и соответствующий ему после выпол нения функции dbmopen присвойте ей нужные значения в списке.

Некоторые важные замечания В этом разделе мы приведем несколько полезных замечаний, которые нужно иметь в виду при связывании хэша с DBM-файлом.

• Ограничение на длину ключей и данных. Хотя в не накладывается ни каких специальных ограничений на длину ключей и данных хэша, тем не менее, при связывании с DBM-файлом суммарный размер одного ключа и хранимых в нем данных не должен превышать 1024 символа. Это ограниче ние обусловлено структурой DBM-файла. На общее число ключей в хэше не накладывается никаких ограничений, оно зависит только от типа исполь зуемой файловой системы.

• После выполнения функции dbmopen первоначальные значения элементов хэша теряются. Поэтому лучше всего для операции связывания выбирать Рассмотрим следующий пример:

"dbmfile", || die при DBM-файла: $1";

print t Ничего не будет напечатано В этом примере после выполнения функции dbmopen ключ 'одногорбые' хэша теряется.

• После выполнения функции значения ключей связанного хэша те ряются. Вот пример:

"dbmfile", 0644) || die "Ошибка при print Ничего не будет напечатано В этом примере новый ключ 'парнокопытные' будет добавлен к DBM-файлу.

Однако после выполнения функции все ключи связанного хэша те ряются, а хэш полностью очищается.

Обработка больших DBM-файлов Предположим, что некоторый хэш связан с DBM-файлом. Для определенности бу дем считать, что вы пишете на программу, которая сохраняет в файле сведения о сотрудниках: фамилия, должность, номер телефона и др. Очевидно, что если сотруд ников достаточно много, то через некоторое время ваш хэш станет очень большого размера. Причина заключается в том, что каждый раз при запуске программы ее зна чения восстанавливаются из DBM-файла, добавляются в хэш и снова записываются в файл при завершении программы. Таким образом, если вы не предпримете специаль ных действий, значения из вашего хэша никогда не будут автоматически удаляться.

232 Часть П. Углубляемся в Perl Если DBM-файл, называемый records, имеет большое количество то при выполнении приведенного ниже фрагмента программы могут возникнуть про блемы.

"record", 0644) J| die "Ошибка при открытии DBM-файла record: $1";

my $key {keys { print " $key = } ищите ошибку в коде, ее там нет! Вначале выполняется связывание хэша с DBM-файлом, затем с помощью оператора keys из него извлекается список всех ключей, после чего в цикле foreach my $key распечатывается ключ и соответст вующее ему значение.

Если список ключей хэша велик, оператор keys может выполняться доста точно продолжительное время и завершиться аварийно из-за нехватки оперативной ти. Поэтому в Perl предусмотрена еше одна функция, предназначенная для обработки эле ментов хэша по одному за раз. Она называется each. Ее синтаксис выглядит так:

значение) = Функция each возвращает список, состоящий из двух элементов, — ключа и его чения, извлеченных из хэша. При каждом вызове этой функции она возвращает из хэ ша очередную пару Если ключи в хэше исчерпаны, функция возвра щает пустой список. Таким образом, приведенный выше фрагмент кода можно пере писать так, чтобы с его помощью можно было обрабатывать хэши большого размера:

"record", 0644) || die "Ошибка при открытии DBM-файла record: $!";

{ print $key = } Функцию each можно использовать для перебора элементов любого хэша, а не только того, который связан с Пример: программная реализация записной книжки Теперь, после того как вы научились сохранять данные программы на диске, самое время найти полученным знаниям достойное применение. В этом примере мы рас смотрим программную реализацию электронной записной книжки. Программа назы вается memopad, а ее текст приведен в листинге Информация в записной книжке хранится в виде хэша, что позволяет получить к ней быстрый доступ с помощью про стых запросов. Пример сеанса работы с программой memopad приведен в листинге Для запроса к программе memopad вводится название темы с вопросительным зна ком. Чтобы занести в программу новую информацию, наберите фразу в виде X is У, где X — название темы, а — информация, которая должна ассоциироваться с этой темой. Для поиска информации в базе данных используется запрос "like шаблон?", где 15-й час. Обработка данных в Perl шаблон — это регулярное выражение, используемое для поиска нужной В ре зультате выполнения запроса программа выведет список всех тем, соответствующих шаблону. Для выхода из программы наберите quit. Благодаря использованию хэшей, связанных с DBM-файлами, вся вводимая в профамму memopad информация будет за поминаться на диске и восстанавливаться при повторном запуске этой программы.

Листинг 15.1. Исходный текст программы memopad 1:

use strict;

3:

4: $subject, $info, $pattern);

5:

6: "answers", 0644) [| die "Ошибка при 'answers': $1";

7: { 8: print "Введите запрос 'quit' для выхода: ";

9:

10: last if 11: if { 12: $pattern=$l;

13: ) { 14: if { 15: print "Шаблон '$pattern' встретился в 16: } 17: } 18: } elsif(/(.*J\?/) { 19:

20: if ($answers{$subject}) { 21: print "{subject - это 22: } else { 23: print "Про $subject нам ничего не 24: } 25: } 26: $subject=$l;

27:

29: print "Мы запомнили, что Ssubject - это $info\n";

30: } else { 31: print "Ошибочный запрос\п";

32: } 33: } Листинг 15.2. Пример диалога с программой memopad Введите запрос или 'quit' для выхода: perl?

Про perl ничего известно Введите запрос или для выхода: perl is язык программирования Мы запомнили, что perl - это язык программирования Введите запрос или 'quit' для выхода: Web-сервер perl is http://www.perl.org запомнили, что web-сервер perl - это http://www.perl.org 234 Часть II. Углубляемся в Perl Введите запрос или ' quit' для выхода: perl?

perl - это язык программирования Введите запрос или 'quit' для выхода: like perl?

Шаблон 'perl' встретился в 'perl' Шаблон 'perl' встретился в 'web-сервере Введите запрос или 'quit' выхода: quit Проведем анализ программы.

• Строки 1—2. С этих двух строк начинается практически любая программа на Perl. Ключ активизирует режим вывода предупреждений, а оператор use strict используется для ужесточения контроля интерпретатора над ошибками в программе и выявления плохого стиля программирования.

• Строка 6. Выполняется привязка хэша к DBM-файлу answers с по мощью функции В результате на диске создаются два файла — и • Строка 7. Оператор while(l) задает бесконечный цикл. Для завершения ра боты цикла и программы в теле цикла используется оператор last.

• Строка 9. Эта строка может вас сбить с толку, поскольку в ней выполняется сразу несколько операций. С помощью функции 1с введенная пользователем строка преобразуется к нижнему регистру. Поскольку оператор ис пользуется в скалярном контексте функции 1с, из стандартного устройства ввода читается одна строка, ее символы преобразуются к нижнему регистру и результат присваивается переменной $_. С помощью функции chomp из строки $_ удаляются символы перехода на новую строку.

• Строка 10. Если во входной строке содержится единственное слово quit, ра бота цикла while завершается.

• Строка 11. Если во входной строке (она находится в переменной будет найдено слово like, после которого следует текст, заканчивающийся вопро сительным знаком, то сам текст помещается в переменную (в шаблоне используется группировка с помощью круглых скобок).

• Строка 12. Строка, помещенная оператором поиска по шаблону, ную $1, сохраняется для дальнейшего использования в переменной • Строки 13-17. Выполняется последовательный просмотр всех ключей хэша в поисках ключа, который соответствует строке, находящейся в пе ременной $pattern. По мере нахождения ключей они выводятся на печать.

• Строка 18. Эта строка является продолжением оператора if, начало которого находится в 11 строке. В ней проверяется, не содержится ли в конце введен ной пользователем строки вопросительный знак. При соответствии шаблону часть строки до вопросительного знака сохраняется в переменной $1.

• Строка 19. Строка, помещенная оператором поиска по шаблону в перемен ную $1, сохраняется для дальнейшего использования в переменной Ssubject.

• Строки Если в хэше существует ключ, имя которого нахо дится в переменной Ssubject, сам ключ и ассоциированные с ним данные 15-й час. Обработка данных в Perl выводятся на печать. В противном случае программа выводит сообщение, что по указанной теме ей ничего не известно.

• Строки Строка 25 является продолжением оператора if, начало которого находится в 11 строке. В ней проверяется, соответствует ли вве денная строка формату.X is Y. При положительном ответе часть X запо минается в переменной а часть — в $info.

• Строка 28. Информация, находящаяся в переменной запоминается в хэше в ключе, имя которого находится в переменной • Строка 34. С помощью функции разрывается связь хэша с DBM-файлом.

Использование текстовых файлов в качестве базы данных Часто бывает, что база данных имеет простую структуру и небольшой размер. В ка честве примера можно привести список пользователей небольшого узла, список компь ютеров в локальной сети, список адресов часто посещаемых Web-страниц или личную адресную книгу. Все эти вещи можно реализовать с помощью простых форм баз дан ных, для хранения которых вполне подойдут обычные текстовые файлы. Поэтому давай те рассмотрим все плюсы и минусы технологии, описанной в данном разделе.

Начнем с хорошего. Использование текстовых файлов для хранения баз данных име ет несколько неоспоримых преимуществ перед более сложными альтернативами, такими как DBM-файлы или системы управления большими базами данных типа Oracle и Sybase. Ниже перечислены некоторые из основных преимуществ текстовых файлов.

• Базы данных, хранящиеся в текстовых файлах, являются переносимыми. Их можно без всяких проблем использовать практически на любой компьютер ной платформе.

• Текстовые файлы можно редактировать с помощью обычного текстового ре дактора, а также распечатать на бумаге без привлечения каких-либо специ альных средств.

• Текстовые файлы баз данных очень просто создавать, а также вносить в них первоначальные данные.

• Текстовые файлы баз данных могут быть легко импортированы в программы электронных таблицы, текстовые процессоры или СУБД. Практически все известные приложения могут импортировать данные, хранящиеся в тексто вых файлах.

А теперь, как вы могли догадаться, настала очередь поговорить о плохом. Чтобы разобраться в истоках проблемы, давайте рассмотрим традиционный метод организа ции баз данных в текстовых файлах. В каждой строке текстового файла обычно хра нится одна запись, которая состоит из столбцов данных, называемых полями. Для операционной системы текстовый файл базы данных ничем не отличается от обыч ного файла — потока текстовых символов, разбитого на строки. Давайте рассмотрим пример простейшей текстовой базы данных.

Борис 555- Мария 555- 236 Часть II. Углубляемся в Perl Павел 555- Ольга 555- Этот файл базы данных хранится на диске в виде непрерывного потока символов:

строка]...

В этом потоке элементы [пробел] и [новая строка] представляют зависимые от кон кретной операционной системы признаки пробела и новой строки. Например, в каче стве признака новой строки в разных операционных системах может использоваться либо символ перевода строки, либо символ возврата каретки, либо их комбинация.

Другими словами, символы всех полей и всех записей файла базы данных упакованы в один сплошной поток байтов файла. Правда, стоит отметить, что подобные файлы отображаются в текстовом редакторе, распечатываются на принтере и представляются Perl в удобном для восприятия человеком виде.

А теперь, после того как вы познакомились со структурой текстовых баз данных, давайте обсудим некоторые их недостатки.

• В середину текстового файла нельзя вставить новые данные. При вставке новых записей файл нужно полностью или частично обновлять. Поэтому вставка данных в начало или середину файла автоматически вызывает пере запись расположенных следом данных. Предположим, например, что после записи Борис 555-1212 необходимо вставить запись Сергей 555-613. В резуль тате данные строка]... нужно сдвинуть к концу файла так, чтобы после записи Борис 555-1212 образовалось место для новой записи Сергей 555-613:

строка] строка]...

Таким образом, видно, что вставка записей в середину текстовой базы дан ных — довольно медленная и не лишенная ошибок операция (особенно при больших размерах файлов). При сбое в момент перезаписи файла может произойти частичная или полная потеря данных.

• Приведенные выше замечания справедливы также и для операции удаления записей, которая является обратной вставке данных. Удалить данные из на чала или середины файла непросто, поскольку при этом нужно перезаписать оставшуюся часть файла на новое место и удалить образовавшееся свобод ное место. Предположим, например, что мы хотим удалить запись Мария 555 0912 из исходного файла базы данных. При этом нам нужно сдвинуть к на чалу файла записи о Павле и Ольге:

строка] строка] • При поиске информации в текстовом файле приходится последовательно просматривать файл от начала и до конца. В отличие от DBM-файлов, в торых поиск информации выполнять очень просто, поскольку он связан с хэшем, в текстовых файлах нужно анализировать каждую запись на предмет совпадения с шаблоном. А время выполнения этого процесса зависит от размера текстовой базы данных.

15-й час. Обработка данных в Perl Вставка и удаление записей из текстового файла Несмотря на перечисленные в предыдущем разделе недостатки, текстовые файлы баз данных все же не так плохи, особенно когда они имеют небольшой размер. Опе рации вставки и удаления записей из текстовой базы данных выполняются быстро и проблем, если рассматривать текстовый файл массив.

Например, если база данных имеет вид Борис 555- Мария 555- Павел 555- Ольга 555- и сохранена в текстовом файле под именем phone.txt, то написать на Perl корот кую программу, загружающую содержимое файла в массив, совсем несложно. Вот один из вариантов программы:

use strict;

sub readdata { "phone.txt") || die "Ошибка открытии phone.txt: $1";

chomp (ШТА);

} В этом примере функция предназначена для считывания файла phone.txt и помещения его содержимого в массив При из элементов массива удаляются символы конца строки. Если добавить еще одну функцию, записи базы дан ных можно будет и читать, и модифицировать. Текст функции выглядит так:

sub vritedata { Сохраним в массиве новую запись ">phone.txt") || die "Ошибка при phone.txt: $1";

{ print "$_\n";

} } А теперь, чтобы вставить в базу данных новую запись, сначала нужно вызвать функцию readdata(), которая загрузит содержимое файла в указанный массив. После этого для работы с массивом можно использовать функции push, unshift или splice.

Завершив все операции с массивом, для сохранения информации в файле вызовите функцию как показано в следующем примере:

Поместить все записи базы данных в массив "Анна Записать массив в файл 238 Часть Углубляемся в Perl Чтобы удалить записи из базы данных, примените одну из функций splice, pop или shift к массиву а затем запишите содержимое этого массива в файл.

Кроме того, содержимое массива можно отредактировать, например с помощью функции выполнив перебор элементов в цикле:

Поместить все записи базы данных I в массив Удалим все элементы, которые начинаются на /Анн/, В этом примере все записи базы данных сначала копируются с помощью функции readdata() из файла в массив Затем с помощью функции grep проверяется, не содержат ли элементы массива строку Анн. Те элементы, в которых такая строка не найдена, снова присваиваются массиву И в конце этот массив записывает ся в файл с помощью функции writedata (}.

Произвольный доступ к файлу В предыдущем абзаце, когда мы рассматривали добавление и удаление строк из ба зы данных, был продемонстрирован один из способов произвольного доступа к фай лам. Однако подобный метод нельзя назвать абсолютно безопасным для сохранности данных. Поэтому в следующих разделах мы вкратце рассмотрим несколько средств для чтения и записи файлов с произвольным доступом. Следует отметить, что исполь зуются они в программах достаточно редко.

Открытие файлов для чтения и записи До сих пор мы говорили о трех методах открытия файлов — для чтения, записи и добавления информации в конец файла. Кроме того, файлы можно открывать одно временно и для чтения, и для записи. Возможные режимы открытия файлов перечис лены в табл. 15.1.

Таблица Возможные режимы открытия файлов Команда open Чтение Запись Добавление Создается Старые при необхо- данные димости теряются "

• По возможности следует избегать использования режимов, при которых ин формация добавляется в конец файла. В некоторых системах, в частности в UNIX, данные, записываемые в файл, всегда помешаются в его конец, неза висимо от значения текущего указателя. (О том, что такое указатель, мы поговорим ниже.) • Никогда не следует использовать режим +>, поскольку при открытии файла его содержимое всегда стирается.

Перемещение по файлу при выполнении операции чтения или записи При работе с файлом операционная система обычно отслеживает текущее место в нем, из которого должны быть прочитаны или в которое должны быть записаны дан ные при выполнении следующей операции чтения/записи. Это место называется указателем текущей позиции в файле, или просто текущим указателем файла. Напри мер, при открытии файла для чтения текущий указатель файла устанавливается в его начало, как показано ниже.

Текущий указатель После того как будет прочитано все содержимое файла, текущий указатель пере мещается в конец файла.

Текущий указатель Для перемещения текущего указателя в произвольное место файла используется функция seek. Она имеет три аргумента: первый дескриптор открытого файла, вто рой — смещение в файле, определяющее новое положение текущего указателя. По следний аргумент определяет относительное положение указанного смещения: 0 — относительно начала файла, 1 — относительно текущей позиции указателя файла, 2 — относительно конца файла. Ниже приведено несколько примеров использования функции seek().

Открываем существующий файл для чтения и записи open(F, "+

seek(F,0,2);

I Перемещаемся в файла print F "Это конец файла";

Добавим текст в конец файла i Перемещаемся в начало файла print F "Это начало файла";

Добавим текст в начало файла Чтобы узнать текущую позицию указателя в файле, используется функция tell.

Например, после выполнения фрагмента предыдущего кода функция вернет значение 16 (длина строки начало файла"). Так происходит потому, что указатель располагается в файле сразу за последней порцией выведенных данных.

240 Часть II. Углубляемся в Perl В этом разделе мы только поверхностно коснулись функций seek, tel l и open, предназначенных для работы с файлами с произвольным доступом. За более подробной информацией обращайтесь к электронной документации. Перечис ленные выше функции описаны в разделе perlfunc документации Для доступа к нему введите команду perldoc perlfunc. Кроме того, дополнительную информацию по использованию функции open можно найти в разделе perlopentut документации Для доступа к нему введите команду perldoc perlopentut.

Блокировка данных Представьте себе, что вы написали на замечательную программу, которой бу дут пользоваться многие и многие люди. Независимо от того, в какой операционной системе вы планируете ее эксплуатировать (UNIX, Windows NT или даже Windows 9x), возможны ситуации, когда несколько человек попытаются одновременно запустить ва шу программу. А если вы предполагаете поместить программу на Web-сервер, она может запускаться так часто, что в памяти вообще одновременно будет находиться не сколько копий программы.

А теперь предположим, что вашей программе для работы необходимы данные, хранящиеся, например, в текстовом файле, который был описан выше. Тип файла данных здесь не играет особой роли, поскольку все сказанное ниже можно применить к любому типу баз данных. Рассмотрим приведенный ниже фрагмент кода, в котором используются функции, описанные в предыдущем разделе.

| Введем запись с клавиатуры Загрузим данные в массив Snewrecord};

Поместим запись в массив Запишем массив в файл Вроде бы все выглядит внешне безобидно, не правда ли? Все так, только проблемы начинаются, когда два или несколько человек одновременно запустят вашу программу на выполнение и попытаются добавить в файл новые записи. При этом программа напрочь перестает работать. Ниже приведена диаграмма выполнения программы дву мя пользователями, причем второй пользователь начал свою работу сразу после пер вого. Проанализируйте ее внимательно.

Время Шаг Пользователь 1 Пользователь 1 555-1212";

С точки зрения первого пользователя, данные читаются на втором шаге, новая за пись "Дмитрий 555-1212" добавляется в массив на третьем шаге, а на четвертом шаге содержимое массива записывается в файл базы данных.

С точки зрения второго пользователя, данные читаются на третьем шаге, новая за пись "Юрий 555-6611" добавляется в массив на четвертом шаге, а на пятом шаге содержимое массива записывается в файл базы данных.

Ошибка здесь вот в чем: данные, которые читает второй пользователь на третьем шаге, не содержат записи "Дмитрий 555-1212", поскольку первый пользователь еще не успел ее добавить в файл. Таким образом, второй пользователь добавляет запись "Юрий Обработка данных в Pert 555-6611" в массив. а в это время первый пользователь записывает в файл базы данных содержимое массива в котором уже есть запись "Дмитрий 555-1212".

Когда же копия программы второго пользователя "добирается" до пятого шага, она "затирает" данные, записанные первым пользователем. Таким образом, в оконча тельном варианте базы данных на диске будет присутствовать запись "Юрий 555-6611", но не будет записи "Дмитрий 555-1212", что является очевидной ошибкой.

На самом деле проблема гораздо глубже, чем мы только что ее описали. Приве денный выше пример был явно упрощен. Мы не учли тот факт, что функция не может мгновенно открыть файл и записать в него данные. В мно гозадачных операционных системах ядро обычно прерывает выполнение про граммы в середине цикла записи отдает управление другому процессу. По прошествии нескольких десятков миллисекунд (но не мгновенно!) управление снова возвращается программе, которая записывала данные на диск. Таким об разом, возможна ситуация, когда обе программы одновременно попытаются за писать разные данные в один и тот же файл. Все это может привести к тому, что часть данных будет испорчена или структура файла будет полностью нарушена.

Описанная выше работа программы в многозадачной среде чем-то напоминает гонки "Формулы 1". Отлаживать многозадачные и многопоточные приложения очень сложно, поскольку работа таких программ зависит как от количества запушенных ко пий, так и от многих других факторов. Поэтому ошибки в многопоточных программах не всегда очевидны и их очень трудно выявить и локализовать.

Как мы уже видели, одновременная запись данных в один и тот же файл несколь кими программами — весьма опасная вещь. Однако это совсем не означает, что по добное невозможно. Процесс одновременной записи в файл синхронизируется меха низмом, называемым блокировкой. Таким образом, блокировка файлов предотвращает одновременную запись в файл со стороны нескольких программ в один и тот же мо мент времени, файлов вызывает сразу несколько проблем, причем основная из них связана с тем, что в разных файловых и операционных системах используются разные механизмы блокировки. Поэтому в следующих разделах мы расскажем о том, как пре одолеть все эти проблемы.

Блокировка в UNIX и Windows NT ДЛЯ блокировки файлов в системах UNIX и Windows NT используется функция flock, в которой реализован так называемый совещательный механизм блокиров ки. Это означает, что любая программа, которая хочет записать что-либо в файл, должна перед этим вызвать функцию flock и убедиться, что никакая другая програм ма в данный момент времени ничего не пишет в этот же файл. Естественно, при же лании любая программа сможет в любой момент записать данные в файл, не прибегая к средствам блокировки. В этом заключается отличие совещательного механизма бло кировки от принудительного.

С механизмом совещательной блокировки вы должны быть уже хорошо знакомы.

Вспомните, как работает светофор на перекрестке. Красный сигнал светофора запре щает движение транспорта и таким образом препятствует движению машин в пересе кающихся направлениях. Но регулировка с помощью светофора работает только то гда, когда все водители строго соблюдают правила дорожного движения. То же самое можно сказать и о механизме блокировки файлов. Любая программа, в которой не исключена возможность доступа к файлам одновременно с другими программами, должна использовать функцию flock для предотвращения нежелательных последст 242 Часть П. Углубляемся в вий. Следовательно, механизм совещательной блокировки не препятствует доступу нескольких программ к файлу, а предотвращает только возможность получения права доступа к файлу.

У функции предусмотрены два параметра — дескриптор файла и тип блоки ровки, как показано ниже.

use Функция flock возвращает истинное значение, если блокировка файла была ус пешно выполнена. В противном случае возвращается ложное значение. Иногда вызов функции flock приостанавливает выполнение программы до момента снятия других блокировок. Ниже мы остановимся на этом более подробно. Директива use Fcntl flock) позволяет использовать символические имена вместо трудно запоминаемых цифр при определении типа блокировки.

Существуют два вида блокировки: совместно используемая и монопольная. Обыч но при чтении файла применяется совместно используемый тип блокировки, а при записи — монопольный. Если какой-либо процесс получил монопольный доступ к файлу, он может выполнять с ним любые действия, поскольку в этот момент никакой другой процесс не сможет обратиться к файлу. Однако многие процессы могут совме стно использовать один и тот же файл для чтения, если никакой другой процесс не запросил монопольный доступ к этому файлу.

Ниже мы приведем несколько значений параметра типа блокировки для функции flock.

• — это значение определяет совместно используемый тип блокировки файла. Если какой-либо другой процесс запросил монопольную блокировку, вызов функции flock с параметром приведет к приостановке выпол нения программы до момента снятия монопольной блокировки. И только после как монопольная блокировка будет снята, выполняется совмест но используемый тип блокировки.

• — это значение определяет монопольный тип блокировки файла, от крытого для записи. Если какие-либо процессы ранее заблокировали этот файл (для монопольного или совместно используемого доступа), вызов функции flock с параметром приведет к приостановке выполнения программы до момента снятия всех блокировок.

• — это значение позволяет отменить блокировку файла. Следует от метить, что используется оно сравнительно редко, поскольку при закрытии файла автоматически все не сохраненные данные записываются на диск и отменяется действие всех блокировок. Учтите, что принудительное снятие блокировки с открытого файла может привести к потере данных или нару шению структуры файла.

Блокировки файла, выполненные с помощью функции flock, автоматически от меняются при закрытии файла либо при завершении работы программы (даже если программа завершилась с ошибкой).

При выполнении блокировки файла, который открыт для чтения и записи, могут возникнуть некоторые нюансы. Проблема заключается в том, что открытие файла и выполнение последующей блокировки — двухступенчатый процесс. Другими словами, для того чтобы заблокировать файл, сначала его нужно открыть. Поэтому, если вы от 15-й час. Обработка данных в Perl кроете файл с помощью оператора а затем сразу же попытаетесь его заблокировать с помошью функции flock, содержимое файла будет затерто перед выполнением блокировки (поскольку при открытии использовался оператор усечения файла >). Таким образом, при открытии файла для записи вы можете случайно моди фицировать файл, который был заблокирован другими процессами.

Для решения описанной выше проблемы используется так называемый семафор ный файл (обычный файл, содержимое которого не имеет особого значения;

он ис пользуется только для выполнения блокировок).

Перед использованием семафорного файла вы должны определиться с его именем.

Для выполнения и снятия блокировок используются уже знакомые нам функции, как показано в листинге 15.3. Этот фрагмент кода нельзя назвать законченной програм мой, но его вполне можно включить в другой проект как самостоятельную часть.

Листинг Универсальные функции для блокировки файлов use Для семафора можно выбрать любое my \ Функция для блокировки (ожидает разблокировки бесконечно долго) sub { || die при созданин сенафора: $!";

jj die "Ошибка при блокировке: $1";

} Функция для снятия блокировки sub { Описанные в листинге 15.3 функции для блокировки и разблокировки можно использовать в любом месте программы, нужно, чтобы некоторый участок кода выполнялся строго последовательно (без запуска конкурентных процессов), а не только для блокировки файлов при их чтении и записи. Например, даже если при веденный ниже фрагмент кода будет запущен параллельно сразу несколькими про цессами, сообщение будет выводиться на экран в текущий момент времени только одним процессом.

get_lock();

I Ждем, пока освободится семафор print "Hello, Освободим семафор Функции get_lock() и release_lock{), рассмотренные выше, мы будем при необхо димости использовать далее по всей книге для выполнения блокировки файлов.

Не рекомендуется устанавливать блокировку перед вводом информации с кла виатуры или для выполнения любой другой медленной операции, поскольку при этом будут приостановлены все другие процессы, ожидающие снятия блокиров ки. Старайтесь блокировать критичные участки кода только на короткий промежу ток времени.

244 Часть II. Углубляемся в Perl Чтение и запись файлов с блокировкой А теперь настало время продемонстрировать работу функций и writedataO, выполняющих блокировку текстовой базы данных. Для этого нам нужно определить имя файла-семафора и добавить в код вызовы функций get_lock() и release lock{), описанных в предыдущем разделе. Код этих функций мы поместили в начало листинга 15.4.

Листинг 15.4. Пример выполнения операций чтения и записи текстовой базы данных с блокировкой 1:

-w 2: use strict;

3: use 4:

5: my 6:

7: Функция для блокировки (ожидает разблокировки бесконечно долго) 8: get_lock { 9: ">$semaphore_file") 10: || die "Ошибка при создании семафора: $1";

11: || die "Ошибка при блокировке: $!";

12: } 13:

14: Функция для снятия блокировки sub release_lock { 16:

17: } 18:

19: sub readdata { 20: || die при открытии файла phone.txt: $!";

21:

22:

23:

24:

25: } 26: sub { 27:

28: ">phone.txt") \\ die "Ошибка при открытии файла phone.txt: $1";

29: { 30: print 31: } 32: А также снимает блокировку 33: > 34:

35:

36:

38: "Николай 555-1012");

40:

15-й Обработка данных в Большая часть кода из листинга 15.4 вам уже должна быть хорошо знакома.

функции get_lock{), release_lock(), и были описаны выше на этом занятии.

Основная часть программы начинается со строки 34. Сначала выполняется блоки ровка файла с помощью функции Затем с помощью функции readdata() содержимое файла базы данных помещается в массив выполняется добавле ние новой записи и содержимое массива записывается обратно в файл базы данных с помощью функции writedata(). После того как будут выполнены все операции, бло кировка снимается с помощью функции release_lock(}. В результате другие програм мы смогут получить доступ к нашей базе данных.

Блокировка в Windows 9x Как оказалось, в системах Windows 95/98 не поддерживается блокировка файлов.

Почему это происходит? Причина заключается в том, что в этих операционных сис темах только одной программе разрешается открывать файл по записи в данный мо мент времени, поэтому блокировка оказывается ненужной. В результате, если выпол нить функцию flock в системе Windows 9x, будет выдано следующее сообщение об ошибке:

flock() on this platform at line...

(Функция flock{) не реализована на этой К сказанному выше остается добавить, что операционная система Windows 9x яв ляется однопользовательской.

В этой книге в листингах примеров, связанных с блокировкой, используются функции и release_lock(). Использование этих функций в системах Windows 95 и 98 вызывает появление сообщения об ошибке, поскольку, как уже было сказано выше, в этих операционных системах функция flock не реализова на. Поэтому, чтобы примеры работали без ошибок, просто закомментируйте вы зовы функций get_lock() и Для напоминания в текст листингов будут включены соответствующие комментарии.

Блокировка в системах UNIX и Windows NT В некоторых случаях требуется, чтобы несколько программ одновременно могли читать и записывать данные в файл, однако при этом функция flock по каким-либо причинам оказывается недоступной. И даже на тех платформах, где функция flock реализована, бывают ситуации, когда ею нельзя воспользоваться. Например, в систе мах UNIX эта функция не работает в сетевой файловой системе (NFS). Кроме того, часто программы запускаются в смешанной среде с выделенным сервером на базе UNIX и рабочими станциями на базе Windows. При этом функция flock поддержива ется в системах UNIX и не поддерживается в системах Windows.

За более подробной информацией о блокировке файлов и функции flock обрати тесь к разделу 5, "Files and Formats", списка часто задаваемых вопросов Perl. Для этого откройте раздел perlfaq5 электронной документации Perl.

Часть II. Углубляемся в Perl Резюме На этом занятии было рассмотрено несколько методов долговременного хранения данных. Сначала мы изучили файлы DBM и способы их привязки к в програм мах на Perl, а затем рассмотрели способы использования текстовых файлов для создания простейших баз данных. И в конце занятия была описана проблема одновременного доступа к файлам нескольких программ. Вы узнали, как с помощью блокировок разре шать конфликты доступа к данным и сохранять базы данных.

Вопросы и ответы Можно ли сохранять структуры данных, описанные на 13-м занятии, "Структуры и ссылки", в DBM-файле или текстом файле?

Если ответить с ходу, то нет, хотя в принципе это возможно, но довольно сложно.

Для начала нужно преобразовать "структуру" в строку, которая будет представлять дан ные и саму структуру, их содержащую. После этого полученную строку нужно использо вать как значение ключа в хэше, связанном с В предусмотрен специ альный модуль, который все это делает автоматически. Его имя Как можно заблокировать DBM-файлы блокируются с помощью системы семафоров, которая была описана на этом занятии. Вам нужно использовать функции и опи санные в листинге 15.3. Поместите эти функции перед открытием и после его закрытия, как показано в следующем примере:

0644) [J die $!";

release_lock(};

Можно каким-нибудь образом проверить, приведет ли вызов функции к паузе в работе программы без реальной приостановки выполнения программы?

Да, это возможно. У функции flock предусмотрено специальное значение пара метра, использование которого не приводит к приостановке выполнения программы.

Такой вызов функции flock называется неблокирующим. Чтобы проверить, вызовет ли функция flock приостановку в выполнении программы, поместите значение после типа блокировки, как показано use Попытка выполнять монопольный захват без перевода программы в состояние ожидания if { print "Нельзя выполнить блокировку:

} Более того, вы даже можете перевести программу на некоторое время в состояние ожидания, а затем вывести соответствующее сообщение, если в конечном итоге не удастся выполнить блокировку через заданное число попыток. Вот пример:

use Fcntl {not { sleep 5;

t Ждем 5 секунд $lock_attempts~;

die "Нельзя выполнить блокировку!" if (not $attempts);

15-й Обработка данных в Perl Семинар Контрольные вопросы 1. В хэшах, связанных с DBM-файлами, ключи могут иметь любую длину.

а) да;

б) нет.

2. Почему так сложно вставить данные в середину текстового файла?

а) потому что при этом нужно освободить место под вставку новых данных и переместить данные файла на новое место;

б) текстовые файлы нельзя одновременно открыть и для чтения и для запи си;

в) текстовый файл нужно сначала заблокировать, а затем редактировать.

3. В каком разделе списка часто задаваемых вопросов описан процесс блоки ровки файлов?

Ответы 1. Правильный ответ — вариант б). По умолчанию в DBM-файлах общая дли на ключей и связанных с ними данных не должна превышать 1024 символа.

2. Правильный ответ — вариант а). Фрагменты данных в текстовых файлах нельзя взять и переместить вверх или вниз по файлу без соответствующего перемещения на новое место прилегающих к ним данным. Вариант ответа в) также правильный, но только в том случае, если с файлом одновременно работает несколько программ.

3. Раздел 5, "Files and Formats".

Упражнения • Напишите простую программу, которая увеличивает значение счетчика, хра нящегося в файле. Например, сделайте так, чтобы счетчик увеличивался на 1 при каждом запуске программы. Не забудьте использовать средства блоки ровки, чтобы можно было запускать одновременно несколько копий вашей программы.

248 Часть II. Углубляемся в Perl час Сообщество Perl На этом занятии вы можете немного передохнуть. Итак, усядьтесь поудобнее, за паситесь чем-нибудь вкусненьким и послушайте рассказ об истории и культуре Perl.

Можно было бы ожидать, что подобный материал окажется в приложении или во введении. Но эти разделы в любой книге в лучшем случае бегло просматривают, а мне не хотелось бы, чтобы вы упустили такие важные сведения. Чтобы использовать в'есь потенциал Perl, вы должны иметь хоть небольшое представление о сообществе Зная, чем живет сообщество Perl, вы сможете понять, какие ресурсы имеются в вашем распоряжении, почему они находятся именно там, а не здесь, как они работа ют и почему таков, каков он есть. Существует множество ресурсов, которые могут вам пригодиться, и эта глава поможет найти их.

Основные темы этого занятия.

• Немного об истории • Что такое CPAN и как им пользоваться.

• Куда обратиться за помощью.

Так что же такое это сообщество Perl?

Чтобы получить представление о культуре Perl, о том, как функционирует сообще ство Perl и какие ресурсы имеются в наличии, необходимо понять, чем живет сообще ство Краткая история Perl В 1988 году Internet была совершенно другой. Во-первых, она была намного мень ше, а во-вторых, "выглядела" совсем не так, как сегодня. В то время к Internet было подключено приблизительно 60 000 компьютеров. Сегодня это число превышает 10 миллионов и растет с каждым днем.

В то время Всемирная информационная сеть (WWW) не существовала. Мысль о ней зародилась только в 1991 году в Европейской лаборатории физики заряженных частиц а первый графический броузер, Mosaic, был создан лишь в 1993 году.

Сообщество Perl Большая часть передаваемой Internet информации была текстовой. Сеть ново стей Usenet обеспечивала такую систему передачи сообщений, при которой члены групп по интересам могли связываться между собой и быть в курсе последних ново стей в той или иной области. Электронная почта существовала практически в том же виде, в каком она есть сегодня, т.е. главным образом — в текстовом. Передача ин формации в Internet ограничивалась пересылкой файлов и подключением удален ным компьютерам с помощью telnet.

В январе 1988 года Лэрри Уолл объявил, что он только что написал программу, за меняющую утилиты awk и sed системы UNIX и назвал ее "Perl". В первом руководстве Perl дается его описание.

Perl — это интерпретируемый язык, для обработки произвольных текстовых файлов, извлечения из этих текстовых файлов и печати отчетов на основе этой информации. Это также хороший язык для выполнения многих системных задач. Perl написан не для красоты, а для дела. Это означает, что во главу угла стави лись такие качества, как простота в использовании, эффективность, полнота, а не изящность и требования компактности кода. Perl объединяет в себе (во всяком случае, по мнению автора) некоторые из лучших черт языков С, sed, awk и sh, поэтому у людей, знакомых с этими языками, не должно быть с ним особых трудностей. (Историки язы ков программирования найдут также некоторые черты Pascal и даже BASIC-PLUS.) Синтаксис выражений Perl очень близок синтаксису языка С. Если у вас есть задача, для решения которой обычно используются средства awk или sh, но их воз можностей в данном случае оказывается недостаточно, или выполнение должно идти намного быстрее, и вам кажется, что глупо писать эту программу на С, то, возможно, вам нужен именно Perl. Кроме того, существуют трансляторы, позволяющие преобразо вать sed- и в Вторая версия Perl была выпущена в июне года. Она уже была очень похожа на современный Perl: большинство функций Perl 2 можно найти в сегодняшней вер сии. Это был и есть полностью функциональный язык программирования, обладаю щий богатыми возможностями. Как сказано в описании, разработка функций в то время была направлена на решение задач обработки текста и системного програм мирования.

Для Perl 1991 год стал рекордным. В январе было опубликовано первое издание книги Programming Perl, авторы Лэрри Уолл и Рендал Шварц (Randal Schwartz). Эта книга была (и остается, судя по последним изданиям) полным справочником по язы ку Perl. На розовой обложке был изображен верблюд — официальный талисман языка Perl. (Это животное не слишком красивое, но верное, надежное и очень полезное.) Данная публикация совпала по времени с выходом Perl 4. Эта версия была первой широко распространяемой версией Perl, и ее следы еще можно найти сегодня в раз ных уголках необъятной Сети, несмотря на то что последние исправления вносились в нее в 1992 году. Если она вам случайно попадется, не стоит ею пользоваться.

В октябре 1994 года была выпущена пятая версия Perl. В нее были включены такие возможности, как приватные переменные, ссылки, модули и объекты (с которыми вы еще не знакомы). В октябре 1996 года вышло второе издание книги Programming Perl ("The Blue Camel" — "Голубой верблюд". Прим. перев.) с описанием этих новых возможностей.

Открытый Одна из причин успеха Perl кроется в принципах его разработки и распростране ния. Интерпретатор Perl — это часть программного обеспечения, построенного по принципу открытого кода (open source). Открытый код — это новый термин, присво енный программистами старому понятию, а именно бесплатно распространяемому 250 Часть II. Углубляемся в Perl программному обеспечению. Такую программу можно получить бесплатно, причем любой, кто хочет внести в нее какие-то изменения, может просмотреть, исправить и переделать ее исходный текст. Другими примерами пакетов программного ния, следующих данной модели, являются операционные системы Linux и Web-сервер Apache и броузер Mozilla.

Использование модели открытого кода — на самом деле очень эффективный спо соб разработки программного обеспечения. Поскольку код пишется добровольцами, ненужные программы обычно в пакет не включаются, а функции, которые кажутся полезными, предлагаются для включения и включаются в пакет (если они действи тельно нужны). Качество такого профаммного обеспечения получается довольно вы соким, так как каждый, кто интересуется пакетом, имеет право и обязанность внима тельно следить за его разработкой и участвовать в поиске ошибок. Чем больше людей будут просматривать исходный код, тем меньше у ошибок шансов выжить.

Эрик С. Реймонд S. Raymond) написал ряд великолепных очерков о разработки программного обеспечения с открытым кодом. Он объяснил, как при шли к этой модели и почему она столь эффективна и экономически выгодна. В первом очерке, "The Cathedral and the ("Храм и — Прим. предоставлена хорошая вводная информация о том, как работает модель разработки программ с открытым кодом. URL этих статей вы найдете в разделе "Резюме" в конце данной главы.

Авторское право на интерпретатор Perl принадлежит Лэрри Уоллу;

он его владелец и может делать с ним все, что захочет. Но, как и для большинства профамм, для может быть выдано разрешение (лицензия) на его использование. В лицензии на профаммное обеспечение описывается, как его можно использовать и распростра нять;

это та самая информация, набранная мелким шрифтом, которая появляется первой, когда вы начинаете устанавливать купленный в магазине профаммный про дукт. Лэрри Уолл предлагает вам на выбор два различных варианта лицензии: GNU General Public License и Perl Artistic License. Прочитав оба варианта, вы можете вы брать один из них и следовать этим условиям соглашения при последующем странении Perl.

Тексты обеих лицензий довольно объемны, поэтому я вкратце приведу их основ ные положения.

• Вы можете распространять исходный текст интерпретатора Perl, но должны продублировать соглашение об авторском праве.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |



© 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.