Программирование для Linux. Профессиональный подход - [10]

 int next_option;

 /* Строка с описанием возможных коротких опций. */
 const char* const short_options = "ho:v";
 /* Массив с описанием возможных длинных опций. */
 const struct option long_options[] = {
  { "help",    0, NULL, 'h' },
  { "output",  1, NULL, 'o' },
  { "verbose", 0, NULL, 'v' },
  { NULL,      0, NULL, 0 } /* Требуется в конце массива. */
 };

 /* Имя файла, в который записываются результаты работы
    программы, или NULL, если вывод направляется в поток
    stdout. */
 const char* output_filename = NULL;
 /* Следует ли выводить развернутые сообщения. */
 int verbose = 0;

 /* Запоминаем имя программы, которое будет включаться
    в сообщения. Оно хранится в элементе argv[0] */
 program_name = argv[0];

 do {
  next_option =
   getopt_long(argc, argv, short_options,
    long_options, NULL);
  switch(next_opt ion) {
  case "h": /* -h или --help */
   /* Пользователь запросил информацию об использовании
      программы, нужно вывести ее в поток stdout и завершить
      работу с выдачей кода 0 (нормальное завершение). */
   print_usage(stdout, 0);
  case 'o': /* -о или --output */
   /* Эта опция принимает аргумент -- имя выходного файла. */
      output_filename = optarg;
   break;
  case 'v': /* -v или --verbose */
   verbose = 1;
   break;
  case '?': /* Пользователь ввел неверную опцию. */
   /* Записываем информацию об использовании программы в поток
      stderr и завершаем работу с выдачей кода 1
      (аварийное завершение). */
   print_usage(stderr, 1);
  case -1: /* Опций больше нет. */
   break;
  default: /* Какой-то непредвиденный результат. */
   abort();
  }
 }
 while (next_option != -1);

 /* Обработка опций завершена, переменная OPTIND указывает на
    первый аргумент, не являющийся опцией. В демонстрационных
    целях отображаем эти аргументы, если задан режим VERBOSE. */
 if (verbose) {
  int i;
  for (i = optind; i < argc; ++i)
   printf("Argument: %s\n", argv[i]);
 }

 /* Далее идет основное тело программы... */

 return 0;
}

Может показаться, что использование функции getopt_long() приводит к написанию громоздкого кода, но, поверьте, самостоятельный синтаксический анализ опций командной строки — гораздо более трудоемкая задача. Функция getopt_long() достаточно универсальна и гибка в работе с опциями, но лучше не заниматься сложными вещами. Старайтесь придерживаться традиционной структуры задания опций.

2.1.4. Стандартный ввод-вывод

В стандартной библиотеке языка С определены готовые потоки ввода и вывода (stdin и stdout соответственно). Они используются функциями scanf(), printf() и целым рядом других библиотечных функций. Согласно идеологии UNIX, стандартные потоки можно перенаправлять. Это позволяет образовывать цепочки программ, связанных посредством каналов (конкретный синтаксис перенаправления потоков и работы с каналами можно узнать в документации к интерпретатору команд).

Есть также стандартный поток ошибок: stderr. Программы должны направлять предупреждающие сообщения и сообщения об ошибках в него, а не в поток stdout. Это позволяет отделять обычные выводные данные от разного рода служебных сообщений. К примеру, стандартный поток вывода можно направить в файл, а сообщения об ошибках, по-прежнему отображать на консоли. Запись в поток stderr осуществляется с помощью функции fprintf():

fprintf(stderr, ("Error: ..."));

Все три стандартных потока доступны низкоуровневым функциям ввода-вывода (read(), write() и т.д.) через дескрипторы файлов. В частности, поток stdin имеет дескриптор 0, stdout — 1, a stderr — 2.

При вызове программы иногда требуется одновременно перенаправить потоки вывода и ошибок в файл или канал. Синтаксис подобной операции зависит от используемого интерпретатора команд. В интерпретаторах семейства Bourne shell (включая bash, который по умолчанию установлен в большинстве дистрибутивов Linux) это делается так:

% program > output_file.txt 2>&1
% program 2>&1 | filter

Запись 2>&1 означает, что файл с дескриптором 2 (stderr) объединяется с файле имеющим дескриптор 1 (stdout). Обратите внимание на то, что эта запись должна идти после операции перенаправления в файл (первый пример), но перед операцией перенаправления в канал (второй пример).

Поток stdout является буферизуемым. Записываемые в него данные не посылаются на консоль (или на другое устройство в случае перенаправления), пока буфер не заполнится, программа не завершит работу нормальным способом или файл stdout не будет закрыт. Осуществить принудительное "выталкивание" буфера позволяет функция fflush():

fflush(stdout);

В то же время поток stderr не буферизуется. Записываемые в него данные сразу попадают на консоль.[6]

Указанная особенность потока stdout может приводить к неожиданным результатам. Например, в следующем цикле точка не выводится каждую секунду. Вместо этого все символы сначала помещаются в буфер, а затем целая их группа одновременно выводится на экран, когда буфер оказывается заполненным.

while (1) {
 printf(".");
 sleep(1);
}

А в этом цикле происходит то, что нам нужно:

while (1) {
 fprintf(stderr, ".");
 sleep(1);
}

2.1.5. Коды завершения программы

Когда программа завершает работу, она уведомляет операционную систему о своем состоянии, посылая ей код завершения, который представляет собой 16-разрядное целое число. По существующему соглашению нулевой код свидетельствует об успешном завершении, а ненулевой указывает на наличие ошибки. Некоторые программы возвращают различные ненулевые коды, обозначая разные ситуации.