Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

Программы в ОС Linux, как правило, должны совместно использовать дорогостоящие ресурсы, поэтому в данной главе рассматриваются способы определения имеющихся ресурсов и управления ими.

В этой главе вы познакомитесь с некоторыми улучшениями, которые вам, возможно, захочется внести в базовое приложение из главы 2. Его, быть может, самый очевидный недостаток — пользовательский интерфейс; он достаточно функционален, но не слишком элегантен. Теперь вы узнаете, как сделать более управляемым терминал пользователя, т. е. ввод с клавиатуры и вывод на экран. Помимо этого вы научитесь обеспечивать написанным вами программам возможность получения вводимых данных от пользователя даже при наличии перенаправления ввода и гарантировать вывод данных в нужное место на экране.

Несмотря на то, что заново реализованное приложение для управления базой данных компакт-дисков не увидит свет до конца главы 7, его основы вы заложите в этой главе. Глава 6 посвящена curses, которые представляют собой вовсе не древнее проклятие, а библиотеку функций, предлагающих программный код высокого уровня для управления отображением на экране терминала. Попутно вы узнаете чуть больше о размышлениях прежних профи UNIX, познакомившись с основными принципами систем Linux и UNIX и понятием терминала. Низкоуровневый доступ, представленный в этой главе, быть может именно то, что вам нужно. Большая часть того, о чем мы пишем здесь, хорошо подходит для программ, выполняющихся в окне консоли, таких как эмуляторы терминала KDE's Konsole, GNOME's gnome-terminal или стандартный X11 xterm.

В этой главе вы, в частности, узнаете о:

□ чтении с терминала и записи на терминал;

□ драйверах терминала и общем терминальном интерфейсе (General Terminal Interface, GTI);

□ структуре типа termios;

□ выводе терминала и базе данных terminfo;

□ обнаружении нажатия клавиш.

В главе 3 вы узнали, что, когда программа запускается из командной строки, оболочка обеспечивает присоединение к ней стандартных потоков ввода и вывода. Вы получаете возможность взаимодействия с пользователем простым применением подпрограмм getcharи printfдля чтения из стандартного потока ввода и записи в стандартный поток вывода.

В упражнении 5.1 в программе menu1.c вы попытаетесь переписать на языке С подпрограммы формирования меню, использующие только эти две функции.

1. Начните со следующих строк, определяющих массив, который будет использоваться как меню, и прототип (описание) функции getchoice:

#include

#include

char *menu[] = {

"a — add new record", "d — delete record", "q - quit", NULL,

};

int getchoice(char *greet, char *choices[]);

2. Функция mainвызывает функцию getchoiceс образцом пунктов меню menu:

int main() {

int choice = 0;

do {

choice = getchoice("Please select an action", menu);

printf("You have chosen: %c\n", choice);

} while (choice != 'q');

exit(0);

}

3. Теперь важный фрагмент кода — функция, которая и выводит на экран меню и считывает ввод пользователя:

int getchoice(char *greet, char *choices[]) {

int chosen = 0;

int selected;

char **option;

do {

printf("Choice: %s\n", greet);

option = choices;

while (*option) {

printf("%s\n", *option);

option++;

}

selected = getchar();

option = choices;

while (*option) {

if (selected == *option[0]) {

chosen = 1;

break;

}

option++;

}

if (!chosen) {

printf("Incorrect choice, select again\n");

}

} while (!chosen);

return selected;

}

Как это работает

Функция getchoiceвыводит на экран приглашение для ввода greetи меню choicesи просит пользователя ввести первый символ выбранного пункта. Далее выполняется цикл до тех пор, пока функция getcharне вернет символ, совпадающий с первой буквой одного из элементов массива option.

Когда вы откомпилируете и выполните программу, то обнаружите, что она ведет себя не так, как ожидалось. Для того чтобы продемонстрировать возникающую проблему, далее приведен вариант диалога на экране терминала.

$ ./menu1

Choice: Please select an action

a — add new record

d — delete record

q — quit

a

You have chosen: a

Choice: Please select an action

a — add new record

d — delete record

q — quit

Incorrect choice, select again

Choice: Please select an action

а — add new record

d — delete record

q — quit

q

You have chosen: q $

Для того чтобы сделать выбор, пользователь должен последовательно нажать клавиши <���А>, , , . Здесь возникают, как минимум, две проблемы; самая серьезная заключается в том, что вы получаете сообщение "Incorrect choice" ("Неверный выбор") после каждого корректного выбора. Кроме того, вы еще должны нажать клавишу (или ), прежде чем программа считает введенные данные.

Обе эти проблемы тесно связаны. По умолчанию ввод терминала не доступен программе до тех пор, пока пользователь не нажмет клавишу или . В большинстве случаев это достоинство, поскольку данный способ позволяет пользователю корректировать ошибки набора с помощью клавиш или . Только когда он остается доволен увиденным на экране, пользователь нажимает клавишу , чтобы ввод стал доступен программе.

Такое поведение называется каноническим или стандартным режимом. Весь ввод обрабатывается как последовательность строк. Пока строка ввода не завершена (обычно с помощью нажатия клавиши ), интерфейс терминала управляет всеми нажатыми клавишами, включая , и приложение не может считать ни одного символа.

Прямая противоположность — неканонический режим, в котором приложение получает больше возможностей контроля над обработкой вводимых символов. Мы еще вернемся к этим двум режимам немного позже в этой главе.

Помимо всего прочего, обработчик терминала в ОС Linux помогает превращать символы прерываний в сигналы (например, останавливающие выполнение программы, когда вы нажмете комбинацию клавиш +), он также может автоматически выполнить обработку нажатых клавиш и и вам не придется реализовывать ее в каждой написанной вами программе. О сигналах вы узнаете больше в главе 11.

Итак, что же происходит в данной программе? ОС Linux сохраняет ввод до тех пор, пока пользователь не нажмет клавишу , и затем передает в программу символ выбранного пункта меню и следом за ним код клавиши . Каждый раз, когда вы вводите символ пункта меню, программа вызывает функцию getchar, обрабатывает символ и снова вызывает getchar, немедленно возвращающую символ клавиши .