Язык программирования Си для персонального компьютера

Ниже приводится краткое описание основных групп функций для быстрой ориентации в библиотеке. При этом вводятся основные понятия, используемые при описании библиотечных функций (в частности, связанные с организацией ввода/вывода). Также указывается, в каком стандартном включаемом (по директиве препроцессора #include) файле содержится описание прототипа функции, относящихся к ней структур данных и констант.

Работа с областями памяти и строками

В стандартной библиотеке есть специальная группа Функций для обработки областей памяти, которые рассматриваются как последовательности байтов.

Если размер области, с которой необходимо работать, задается явно, будем называть такую область буфером.

Другое используемое понятие — строка. Отличие строки от буфера в том, что ее размер задается не явно, а определяется первым встретившимся при просмотре строки слева направо нулевым байтом (имеющим значение '\0'), причем считается, что этот нулевой байт также принадлежит строке.

Для копирования буферов, для присваивания каждому байту в пределах указанного буфера заданного значения и для сравнения содержимого двух буферов предназначены следующие функции:

Прототипы перечисленных функций содержатся в файле memory.h (MSC) и в файлах mem.h и string.h (ТС).

Система программирования ТС предоставляет дополнительно следующие функции для работы с буферами:

Прототипы функций memmove и movmem содержатся в файлах mem.h и string.h. Прототип функции setmem содержится в файле mem.h.

Для работы со строками существуют следующие библиотечные функции (ТС & MSC):

Кроме того, система программирования MSC предоставляет дополнительно функцию strcmpi (идентична функции stricmp), а система программирования ТС предоставляет функцию stpcpy (идентична функции strcpy, но возвращает в точку вызова другое значение).

Прототипы всех функций работы со строками содержатся в файле string.h. Все функции работают со строками, завершающимися нулевым байтом ('\0'). Для работы с массивом символов, не имеющим в конце нулевого байта, вы можете использовать функции преобразования буферов, описанные выше.

Определение класса символов и преобразование символов

Все эти функции реализованы как макроопределения, заданные в файле ctype.h

Форматные преобразования данных

Система программирования ТС предоставляет также следующие функции:

Прототипы всех перечисленных функций содержатся в файле stdlib.h. Прототип функции atof содержится, кроме того, в файле math.h.

Работа с каталогами файловой системы

Система программирования ТС предоставляет, кроме перечисленных, следующие функции:

В системе программирования MSC прототипы функций содержатся в файле direct.h, в системе программирования ТС прототипы функций содержатся в файле dir.h.

Операции над файлами

Система программирования MSC предоставляет дополнительно следующие функции:

Система программирования ТС предоставляет дополнительно функции:

Прототипы функций, за исключением функций fstat и stat, содержатся в файле io.h; прототипы функций fstat и stat описаны в файле sys\stat.h.

Функции access, chmod, rename, stat и unlink оперируют с файлами, которые задаются через имя пути (pathname) -или через имя файла.

Функции chsize, filelength, isatty, locking, setmode, fstat работают с уже открытыми файлами, которые определяются дескрипторами (handle) (смотри далее описание функций ввода/вывода нижнего уровня).

Ввод и вывод

Математические функции

Система программирования MSC предоставляет дополнительно функции:

Система программирования ТС предоставляет дополнительно функции:

Прототипы функций содержатся в файле math.h, за исключением прототипов функций _clear87, _control87, _fpreset, status87, которые определены в файле float.h. Функция matherr (ее пользователь может задать сам в своей программе) вызывается любой библиотечной математической функцией при возникновении ошибки. Эта программа определена в библиотеке, но может быть переопределена пользователем, если она необходима, для установки различных процедур обработки ошибок.

Динамическое распределение памяти

Библиотека языка Си предоставляет механизм распределения динамической памяти (heap). Этот механизм позволяет динамически (по мере возникновения необходимости) запрашивать из программы дополнительные области оперативной памяти.

Работа функций динамического распределения памяти различается для различных моделей памяти, поддерживаемых системой программирования (смотри первую части книги).

В малых моделях памяти (tiny, small, medium) доступно для использования все пространство между концом сегмента статических данных программы и вершиной программного стека, за исключением 256-байтной буферной зоны непосредственно около вершины стека.

В больших моделях памяти (compact, large, huge) все пространство между стеком программы и верхней границей физической памяти доступно для динамического размещения памяти.

Следующие функции используются для динамического распределения памяти:

Система программирования MSC предоставляет дополнительно функции:

Система программирования ТС предоставляет дополнительно функции:

Прототипы функций содержатся в файле malloc.h для системы программирования MSC и в файле alloc.h для системы программирования ТС.

Функции calloc и malloc выделяют блоки памяти, функция malloc выделяет заданное число байтов, тогда как calloc выделяет и инициализирует нулями массив элементов заданного размера.

Функции _fmalloc и _nmalloc подобны malloc, за исключением того, что _fmalloc и _nmalloc позволяют выделить блок байтов в том случае, когда существуют ограничения адресного пространства текущей модели памяти. Функция halloc выполняется аналогично calloc, но halloc выделяет память для большого массива (больше 64 К).

Функции realloc и _expand изменяют размер полученного блока.

Функция free (для calloc, malloc и realloc), функция ffree (для _fmalloc), функция _nfree (для _nmalloc) и функция hfree (для halloc) освобождают память, которая была выделена ранее, и делают ее доступной для последующего распределения.

Функции _freect и _memavl определяют: сколько памяти доступно для динамического выделения в заданном сегменте; _freect возвращает примерное число областей заданного размера, которые могут быть выделены; _memavl возвращает общее число байтов, доступных для выделения.

Функции _msize (для calloc, malloc, realloc и _expand), _fmsize (для _fmalloc) и _nmsize (для _nmalloc) возвращают размер ранее выделенного блока памяти.

Функция sbrk — это функция нижнего уровня для получения памяти. Вообще говоря, программа, которая использует функцию sbrk, не должна использовать другие функции выделения памяти, хотя их использование не запрещено.

Все выше описанные функции распределяли области памяти из общей памяти. Система программирования MSC предоставляет 2 функции, alloca и stackavail, для выделения памяти из стека и определения количества доступной памяти в стеке.

Использование системных вызовов операционной системы MS-DOS

Прототипы функций и макроопределения содержатся в файле dos.h.

Система программирования MSC предоставляет дополнительно функции:

Прототипы функций inp и outp содержатся в файле conio.h.

Система программирования ТС предоставляет дополнительно следующие функции:

Прототипы функций и макроопределения содержатся в файле dos.h.

Система программирования ТС предоставляет также следующие функции для обращения к BIOS (базовой подсистеме ввода/вывода операционной системы):

Прототипы функций обращения к BIOS содержатся в файле bios.h.

Управление процессами

Система программирования MSC предоставляет дополнительно функции:

Термин "процесс" относится к программе, которая выполняется под управлением операционной системы. Процесс состоит из кодов программы и данных, а также информации о состоянии процесса, такой, как число открытых файлов. Где бы ни выполнялась программа на уровне MS-DOS, запускается процесс. Можно запустить, остановить и управлять процессом из программы, используя функции управления процессом. Прототипы всех функций управления процессами объявлены в файле process.h (исключая функцию signal). Прототип функции signal содержится в файле signal.h. Функции управления процессом позволяют следующее:

1) Узнать уникальный номер процесса (getpid).

2) Завершить процесс (abort, exit, _exit).

3) Управлять сигналами прерывания (signal).

4) Начать новый процесс (разновидности ехес и spawn функции, system функция).

Функции abort и _exit осуществляют немедленное завершение без скидывания буферов потоков, функция exit осуществляет выход после скидывания буферов потоков. Функция system вызывает на выполнение заданную команду MS-DOS. Функции ехес и spawn создают новый процесс, называемый порождаемым процессом. Разница между функциями ехес и spawn в том, что spawn способна возвращать управление из порождаемого процесса к его родителю. Оба, и родитель, и порождаемый процесс, размещаются в памяти (если не указан флаг P_OVERLAY).

В функции ехес порождаемый процесс перекрывает порождающий процесс, так что возврат управления в родительский процесс невозможен (если не произошла ошибка во время попытки запуска на выполнение порождаемого процесса).

В таблице описывается способ формирования ехес и spawn. Имя функции задается в первом поле. Второе поле определяет: используется ли переменная PATH для поиска файла для выполнения, который определяет порождаемый процесс.

Третье поле описывает метод передачи аргументов порождаемому процессу. Передача аргументов списком означает, что аргументы в порождаемый процесс передаются один за одним, в том порядке, как пользователь перечислил их в обращении к функции ехес или spawn. Передача аргументов массивом означает, что аргументы помещаются в массив и указатель на массив передается порождаемому процессу. Передача списком обычно используется, когда число аргументов постоянно и известно заранее, а метод передачи аргументов массивом полезен, когда число аргументов должно быть определено во время работы. Последнее поле определяет: унаследует ли порождаемый процесс от родителя окружение, или оно будет изменено для него.

Таблица 9.1.

Поиск и сортировка

Следующие библиотечные функции предназначены для поиска и сортировки в массиве:

Прототипы функций содержатся в файле search.h в системе программирования MSC, в файле stdlib.h в системе программирования ТС.

Функции работы со временем

Система программирования MSC предоставляет дополнительные функции:

Система программирования ТС предоставляет дополнительные функции:

Функции time и ftime возвращают текущее время как число секунд, прошедших с 1 января 1970 Гринвичского Всемирного времени. Эта величина может быть преобразована, скорректирована и сохранена посредством функций asctime, ctime, gmtime и localtime.

Функция utime устанавливает время модификации для указанного файла, используя текущее время или значение времени, заданное в структуре.

Функция ftime требует включения двух файлов: sys\types.h и sys\timeb.h. Прототип функции ftime содержится в sys\timeb.h.

Функция utime также требует включения двух файлов: sys\types.h и sys\utime.h. Прототип функции utime содержится в файле sys\utime.h.

Прототипы функций dostounix, getdate, gettime, setdate, settime, unixtodos содержатся в файле dos.h.

Прототипы функций getftime и setftime определены в файле io.h.

Прототипы остальных функций работы со временем времени содержатся в файле time.h.

При использования функции ftime или localtime, чтобы сделать поправку для местного времени, необходимо определить переменную командного языка операционной системы TZ.

Функции работы со списком аргументов

Эти макроопределения дают возможность получить доступ к аргументам функции, когда число аргументов переменно.

В системе программирования MSC для совместимости с ОС UNIX System V можно использовать включаемый файл vararg.h, для совместимости со стандартом ANSI на язык Си можно использовать включаемый stdarg.h. В этих файлах содержится две различных версии макроопределений.

В системе программирования ТС доступна только версия stdarg.h.

Другие функции

Прототипы всех функций, исключая assert, longjmp и setjmp, описаны в stdiib.h.

Assert — это макроопределение из файла assert.h.

Прототипы функций setjmp и longjmp содержатся в файле setjmp.h.

Программы getenv и putenv предоставляют доступ к таблице среды процесса. Глобальная переменная environ также указывает на таблицу среды, но рекомендуется использование функций getenv и putenv для доступа и изменения установленной среды вместо обращения к таблице среды напрямую.

Функция perror печатает диагностическое сообщение о последней ошибке, произошедшей при вызове какой-либо библиотечной функции.

Функция swab обычно используется для преобразования данных в формат других компьютеров, где используется иной порядок следования байтов в слове в оперативной памяти.