Linux программирование в примерах

• Три API являются стандартным набором функций для хранения и поиска данных, которые сохраняют данные в двоичных деревьях в отсортированном виде. Эти три API очень гибкие, позволяя использовать множество деревьев и произвольные данные.

Упражнения

1. Напишите функцию lockf(), используя fcntl() для осуществления блокировки.

2. Каталог /usr/src/linux/Documentation содержит набор файлов, которые описывают различные аспекты поведения операционной системы. Прочитайте файлы locks.txt и mandatory.txt, чтобы получить больше сведений об обработке Linux блокировок файлов.

3. Запустите на своей системе программу ch14-lockall без обязательной блокировки и посмотрите, сможете ли изменить файл-операнд.

4. Если у вас не-Linux система, поддерживающая обязательную блокировку, попробуйте исполнить на ней программу ch14-lockall.

5. Напишите функцию strftimes() следующего вида:

size_t strftimes(char *buf, size_t size, const char *format,

 const struct timeval *tp);

Она должна вести себя подобно стандартной функции strftime() за тем исключением, что должна использовать %q для обозначения «текущего числа микросекунд».

6. Используя только что написанную функцию strftimes(), напишите расширенную версию date, которая принимает форматирующую строку, начинающуюся с ведущего +, и форматирует текущие дату и время (см. date(1)).

7. Обработка тайм-аута в ch14-timers.c довольно примитивна. Перепишите программу с использованием setjmp() после вывода приглашения и longjmp() из обработчика сигнала. Улучшает ли это структуру или ясность программы?

8. Мы заметили, что ch14-timers.c содержит намеренное состояние гонки. Предположим, пользователь вводит ответ в нужное время, но ch14-timers приостановлена, прежде чем сигнал может быть отменен. Какой вызов вы сделаете, чтобы уменьшить размер проблемного окна?

9. Нарисуйте дерево, как показано в выводе ch14-tsearch в разделе 14.4.5 «Обход дерева: twalk()».

10. Исследуйте файл /usr/share/dict/words на системе GNU/Linux. (Это словарь проверки правописания для spell; на различных системах он может находиться в разных местах.) В файле слова размешены в отсортированном порядке, по одному в строке.

Для начала используйте программу awk для создания нового списка в случайном порядке:

$ awk '{ list[$0]++ }

> END { for (i in list) print i }' /usr/share/dict/words > /tmp/wlist

Далее, напишите две программы. Каждая должна читать новый список и сохранять каждое прочитанное слово в дереве и массиве соответственно. Вторая программа должна использовать для сортировки массива qsort(), а для поиска — bsearch(). Получите из дерева или массива слово 'gravy'. Вычислите время работы двух программ, чтобы увидеть, какая быстрее. Вам может потребоваться заключить получение слова внутрь цикла, повторяющегося множество раз (скажем, 1000), чтобы получить достаточное для определения разницы время.

Используйте вывод ps, чтобы посмотреть, сколько памяти используют программы

11. Повторно запустите обе программы, использовав оригинальный отсортированный словарный файл, и посмотрите, как изменятся временные результаты (если они вообще изменятся).

Часть 3 Отладка и заключительный проект

Глава 15 Отладка

Имеется множество правил, начиная с логики программы и расположения данных, через организацию и расположение кода и кончая реализацией, которые могут минимизировать ошибки и проблемы. Мы рекомендуем вам изучить их; найдите хорошие книги по проектированию и дизайну программного обеспечения и реализуйте содержащиеся там советы на практике! Каждая программа, размером превышающая несколько сот строк кода, должна быть тщательно продумана и спроектирована, а не обтяпана, пока не начнет работать.

Однако, поскольку программисты люди, ошибки программирования неизбежны. Отладка является процессом обнаружения и устранения ошибок в программах. Даже хорошо спроектированные и хорошо реализованные программы иногда не работают; когда что-то идет не так и вы не можете выяснить, почему, хорошей мыслью является нацелить на код отладчик и понаблюдать за появлением ошибки.

Данная глава охватывает ряд тем, начиная с общих методик и советов по отладке (компилирование для отладки и элементарное использование GDB, отладчика GNU), переходя к ряду методик для использования при разработке и отладке программы, упрощающих отладку, и затем рассмотрением ряда инструментов, помогающих в процессе отладки. Глава завершается краткими сведениями по тестированию программного обеспечения и великолепным набором «правил отладки», извлеченных из книги, которую мы весьма рекомендуем.