Učebnice jazyka C<<1 - 1.část

Potom můžeme pracovat se spojovým seznamem poměrně elegantně například následujícim způsobem:

zaznam=create(Zaznam);
insert(zaznam,zaznamy);
every(zaznam,zaznamy) puts(zaznam->buf);
search(zaznam,zaznamy,!zaznam->buf) { puts("Invalid record found!"); break; }
search(zaznam,zaznamy,zaznam->buf && zaznam->buf[0]!='#')puts(zaznam->buf);
remove(zaznam,zaznamy,zaznam->buf && zaznam->buf[0]=='#');
search(zaznam,zaznamy,zaznam->buf && count++<10) puts(zaznam->buf)
drop(zaznam,zaznamy); 

Vyznavači jazyka SQL by určitě ocenili, kdyby se místo search() mohlo psát select() - jenže select() je bohužel knihovní funkce libc pro monitorování otevřených filedeskriptorů. To naštve, podobně jako zjištění, že ani při nejlepší vůli nelze jednoduše psát SQL dotazy jako parametry shellového skriptu, protože * prostě v shellu expanduje, a musela by se quotovat jako \* ... :-(

Stejně místo new() a delete() používaného v C++ jsem se rozhodl raději pro označení create() a remove() - ostatně, nikdo neříká, že rozšíření C<<1 a C++ se mají záměrně vylučovat...

Každopádně si povšimněme, jak můžeme pomocí jediného break elegantně říci makru search(), zda má vypsat pouze první nalezený, několik, nebo všechny záznamy. Řekl bych, že komfort zápisu se už blíží jazykům Prolog nebo SQL.

Makro remove() vypadá sice krkolomě, ale když se nad tím zamyslíte, funguje zcela spolehlivě - nevěřící si to mohou vyzkoušet sami, já to taky radši udělal... (BTW, jestli někoho napadá, jak remevot implementovat bez toho jednoho pointeru D navíc - samozřejmě jako makro s třemi parametry, ne jako funkci nebo se čtyřmi parametry! - tak má u mě konektivitu v rámci czFree nebo webhosting zdarma ... já se s tím trápil asi hodinu a jinak jsem to nevymyslel ;-)

Samozřejmě, tenhle přístup svádí k domu definovat ještě nějaké search_first(A,B,C) a search_limit(A,B,C,N) - jenže to bychom pak zase vytvořili knihovnu, ke které je potřeba psát tisícistránkový manuál, jako třeba k SQL. Kdo je hračička, napsal si podobných nástrojů jistě už v životě dost - nás zajímá, aby náš open source kód byl na první pohled čitelný a srozumitelný.

Naopak opačný přístu - tzn. vynechat makro every() a nahradit ho makrem search(A,B,TRUE) - zavání nebezpečným kacířským minimalismem, který tady rozhodně nebudeme trpět! :-)

Poslední makro "drop" je potřeba definovat, protože výraz "every(zaznam,zaznamy)free(zaznam);" by sice byl krásně srozumitelný a většinou by i fungoval - bylo by to ale už poněkud moc přidrzlé - ve chvíli kdybychom se odkazovali na zaznam->next, by už záznam byl dealokovaný. A to by bylo ošklivé.

C<<1 a smyčky

S revolučním způsobem, jakým lze pomocí maker preprocesoru do jazyka C vnášet nové typy iterací, vás už seznámila makra every() a search() pro procházení spojových seznamů. Osobně jsem jako začátečník kdysi silně postrádal tyto dva typy iterací:

#define loop while(1)
#define iterate(VAR,FROM,TO) for(VAR = FROM ; VAR <= TO ; VAR++ )

... ale na druhou stranu, nemyslím, že by se bez nich nedalo přežít. Každopádně zápis

do { naveky_veku_prekresluj_kurzor_mysi_a_cekej_na_kliknuti(); } loop;

vypadá celkem srozumitelně - a přitom snižuje nutkavou potřebu použití příkazu goto či jiných neslušných struktur. Smyčka iterate() je pak už jen čirou pomůckou pro zvýšení čitelnosti programu:

int i;
iterate(i,1,3) printf("Bude to hotovy %d\n",i);

C<<1, stringy a pointery

Způsob, jakým se v jazyce C pracuje s řetězci, je velice bolestivý, a nezapře, že autoři jazyka C měli rozsáhle zkušenosti především s assemblerem. Je jasné, že prvotní motivací k napsání C++ bylo právě vytvoření jednoduché náhrady za funkce definované v nešťasntném <string.h> - možná, že kdyby v C existovala obdoba operátoru == pro porovnávání null terminated řetězců, tak mohl být svět dodnes uchráněn hrůz objektově orientovaného programování...

Obejít omezené možnosti práce se stringy jde pomocí maker jen těžko. Já sám se po letech přemýšlení o tom jak by tahle funkce měla být definovaná správně nedostal dál než k poněkud fortranovskému:

#define eq(A,B) !strcmp(A,B)

Pro začátečníka je jistě pochopitelnější, že funkce nabývá pravdivé hodnoty, pokud se řetězce rovnají - ne vždy přece chceme řetězce třídit podle abecedy, jak předpokládá strcmp.

Daleko podstatnější je ale eliminovat jiné funkce, a sice strcmp() a strncmp(). Když se nad tím zamyslíte, tak právě tyto funkce, spolu s deklarací řetězců fixní délky jsou hlavní příčinou tzv. buffer overruns, a tím pádem bezpečnostních děr v aplikacích napsaných v céčku.

Vyhnout se kopírování řetězců občas nejde - ale pro nářeří C<<1 bude daleko zajímavější naučit se takovému způsobu uvažování, kdy řetězce nekopírujeme vůbec, a pokud je kopírujeme, tak do bufferu, který jsme naalokovali pomocí maker

#define string(LEN) (char *)malloc(LEN)
#define duplicate(A,B) { B=string(strlen(A)); strcpy(B,A); }

Macro duplicate() záměrně používá opačné pořadí parametrů, než strcpy() - to proto, aby si programátor uvědomil, že vytváří kopii řetězce. Oproti strcpy() duplicate totiž kupodivu zachová i obsah pointerů, které se na řetězec B mohly kdykoliv předtím odkazovat, což může být užitečné. V C<<1 tedy místo drakonicky insecure konstrukcí typu:

{
 char a[80], b[10]="ahoj", *ptr=b;
 gets(a);
 strcpy(b,a);
}

(podotýkám, že ty průšvihy většinou vznikají nezáměrně - nebijí tak brutálně do očí) napíšeme raději daleko čistší:

#define STRLEN 80
{
 char *a=string(STRLEN),*b="ahoj", *ptr=b;

 fgets(a,STRLEN,stdin);
 duplicate(a,b);
}

Kromě zjevného buffer overrunu v prvním příkladu si povšimněte, že v obou případech bude hodnota stringu ptr odlišná - v prvním případě se přepíše hodnotou stringu a načtenou z klávesnice, v druhém případě zůstane string b v paměti, a pointer ptr na něj tím pádem pořád ukazuje, a má původní hodnotu "ahoj". Eliminace staticky deklarovaných řetězců umožňuje používat fixní přiřazování řetězců ve stylu "a=b" daleko častěji.

Nevýhody tohoto systému jsou dvě: jednak ta, že celý systém je poněkud náročnější na využití paměti - ale na to musí už holt myslet programátor - jednak při duplikaci dochází dvakrát k procházení celého řetězce bajt po bajtu, čemuž se příznivci jazyků kde se pracuje pouze se stringy známé délky jistě vysmějí. Klidně se smějte - makro duplicate(), stejně jako funkce strlen(), se v dobře napsaných programech nemusí využívat zas tak často.

Po deseti letech programování v jazyce C je mi jasné, že staticky deklarované řetězce nejsou ospravedlnitelné nikdy, za žádných okolností. Bohužel - pokud se učíte programovat z vestavěné nápovědy k jazyku Borland C++ 3.1, tak vám může trvat řadu let, které ztrávíte debugováním vašich programů, než vám tato skutečnost dojde :-)

V dalším pokračování se buď pokusím oživit svoje vize na použití C jako skriptovacího jazyka pro WWW stránky, nebo uvedu některé jiné konkrétní případy objektově neorientovaných prográmků, kterými se v současné době zabývám, které chci uveřejnit jako open source, a za které se zároveň nechci stydět jako za totální bastl.

V ještě dalších pokračováních budeme postupně rozvíjet další "stylová doporučení": pro jednoduché čtení textových souborů, případně pro práce s SQL databází nebo dokonce grafickými tooklity. Pro mě je tvorba učebnice vlasně druhým pokusem naučit se jazyk C - tentokrát s nadhledem, a méně samolibě a živelně.