Брайан Керниган - UNIX — универсальная среда программирования

Программы UNIX выдают выходной поток в таком формате, что его можно использовать в качестве входного потока для других программ. Файлы, пропускаемые через фильтр, состоят из строк текста, свободных от декоративных заголовков, завершителей или пустых строк. Каждая строка представляет интерес — это имя файла, слово, описатель выполняемого процесса, поэтому программы типа wcили grepмогут рассчитывать определенные характеристики объектов или искать их по именам. Если о каждом объекте имеется большая информация, файл все равно состоит из строк, разбиваемых на поля пробелами или символами табуляции, как в выводе команды ls -l. Располагая данными, разбитыми на такие поля, программы типа awkмогут легко выбрать, обработать или переупорядочить информацию.

Фильтры построены по общей схеме. Каждый из них пишет в стандартный выходной поток результат обработки файлов-аргументов или стандартного выходного потока, если аргументов нет. Аргументы задают входной поток и никогда не задают выходной [11] Ранняя версия файловой системы UNIX была уничтожена служебной программой, нарушившей это правило, поскольку команда, которая выглядела безобидной, расписала весь диск. , поэтому выходной поток команда всегда может передать в конвейер. Необязательные аргументы (или аргументы, не являющиеся файлами, такие, как шаблон в команде grep) задаются перед именем файлов. Наконец, сообщения об ошибках пишутся в стандартный поток диагностики, поэтому они не могут исчезнуть в конвейере.

Эти соглашения не оказывают большого влияния на программы пользователя, но единообразное применение их ко всем программам обеспечивает простоту взаимодействия, что подтверждается многочисленными примерами на протяжении всей книги и наиболее наглядно продемонстрировано программой подсчета слов в конце разд. 4.2. Если каким-либо программам потребуется входной или выходной файл с конкретным именем, определенное обращение для спецификации параметров или создание заголовков и завершений, то схема конвейера работать не будет. И конечно, если бы система UNIX не предоставляла программные каналы, кому-то пришлось создать подобное стандартное средство. Однако программные каналы есть, и конвейеры работают. Их даже можно запрограммировать, но для этого вы должны знать возможности системы.

Команда psвыдает поясняющий заголовок, а команда ls -lсообщает общее число блоков файла. Прокомментируйте действие команд.

Хороший обзор алгоритмов сопоставления шаблонов дается в статье Э. Ахо, создателя команды egrep, "Pattern matching in strings" (Proceedings of the Symposium on Formal Language Theory, Santa Barbara, 1979). Редактор sedразработан и реализован на базе редактора edЛ. Мак-Махоном. Язык awkбыл разработан и реализован Э. Ахо, П. Вайнбергером и Б. Керниганом, но это решение не очень элегантно. К тому же выбор названия языка по первым буквам имен создателей представляется не вполне удачным. Проект обсуждался в статье авторов "AWK — а pattern scanning and processing language" (Software-Practice and Experience, July, 1978). Язык awkимеет несколько источников, но, безусловно, некоторые идеи заимствованы из языка Снобол4, редактора sed, языка проверки условий, разработанного М. Рочкиндом, языковых средств yaccи lexи, конечно, языка Си. В действительности сходство между awkи Си порождает ряд проблем. Язык подобен Си, но они не совпадают: одни конструкции в awkотсутствуют, другие отличаются от соответствующих конструкций Си неочевидным образом.

В статье Д. Комера "The flat file system FFG: a database system consisting of primitives". (Software — Practice and Experience, Nov., 1982) обсуждается использование интерпретатора и awkдля создания системной базы данных.

Большинство пользователей считают, что shellпредставляет собой диалоговый интерпретатор команд. На самом же деле это язык программирования, в котором каждый оператор инициирует запуск команды. Язык shellможет показаться вам несколько странным, поскольку в нем находят отражение и диалоговый, и программный аспекты выполнения команд. Он формировался по плану, хотя и имеет свою историю. Разнообразие применений языка привело к некоторой незавершенности в деталях, но для его эффективного использования вам и не нужно разбираться во всех нюансах. В данной главе мы рассмотрим основы программирования с помощью shellна примерах разработки ряда полезных программ. При изучении материала желательно иметь под рукой страницу sh(1)справочного руководства по UNIX.

Для интерпретатора, как и для многих других команд, особенности выполнения наиболее четко проявляются в ходе эксперимента. В справочном руководстве что-то может оказаться неясным, и здесь на помощь вам придет хороший пример. По этой причине материал главы построен на примерах, которые демонстрируют возможности языка. Мы будем обсуждать не только вопросы программирования с помощью интерпретатора, но и проблемы создания программ на языке shell, уделяя особое внимание тестированию и диалогу.

Если вы написали программу на языке shellили каком-то ином языке, она может оказаться полезной и другим пользователям вашей системы. Однако требования, которым, по мнению других, должна удовлетворять программа, обычно оказываются более строгими, чем предъявляемые к ней вами. Поэтому важнейший аспект программирования на языке shell— обеспечение надежности программы, чтобы она могла выполняться даже при неверно заданных входных данных и выдавать полезную информацию об ошибках.

Типичная задача программирования на языке shellсводится к изменению взаимодействия между пользователем и программой, чтобы сделать это взаимодействие более удобным. В качестве примера рассмотрим команду cal(1):

$ cal

usage: cal [month] yearПока хорошо

$ cal october

Bad argument Уже не так хорошо

$ cal 10 1983

October 1983

S M Tu W Th F S

1

2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29

30 31

$

Досадно, что месяц нужно задавать числом, и к тому же, как оказалось, команда cal 10выдает календарь на весь 10-й год, а не на октябрь текущего года. Поэтому всегда следует указывать год, если вы хотите получить календарь на один месяц.

Указанные выше неудобства связаны с тем, что взаимодействие пользователя с программой было реализовано без привлечения команды cal. Вы можете изменить характер этого взаимодействия, не меняя самой программы. Если поместить команду в ваш собственный каталог bin, то возможен более удобный способ перевода аргументов в те, которые нужны настоящей команде cal. Вы можете даже вызывать свою версию команды, и тогда вам меньше придется запоминать.