Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

• Название: Основы программирования в Linux
• Автор: Нейл Мэтью
• Издательство: «БХВ-Петербург»
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-9775-0289-4

В четвертом издании популярного руководства даны основы программирования в операционной системе Linux. Рассмотрены: использование библиотек C/C++ и стан­дартных средств разработки, организация системных вызовов, файловый ввод/вывод, взаимодействие процессов, программирование средствами командной оболочки, создание графических пользовательских интерфейсов с помощью инструментальных средств GTK+ или Qt, применение сокетов и др. Описана компиляция программ, их компоновка c библиотеками и работа с терминальным вводом/выводом. Даны приемы написания приложений в средах GNOME® и KDE®, хранения данных с использованием СУБД MySQL® и отладки программ. Книга хорошо структурирована, что делает обучение легким и быстрым.

Для начинающих Linux-программистов

---

Дистрибутивы Linux Debian и на основе Debian (а также некоторые другие) поддерживают другой формат упаковки, по функциональности похожий на RPM и именуемый dpkg. Утилита dpkg дистрибутива Debian распаковывает и устанавливает файлы пакета, обычно имеющие расширение deb. Если вам нужно распространять приложение как файл пакета с расширением deb, можно преобразовать RPM-пакет в формат dpkg с помощью утилиты Alien. Дополнительную информацию о ней можно найти на Web-сайте http://kitenet.net/programs/alien/.

Среды разработки

Почти все средства, рассматриваемые до сих пор в этой главе, по существу представляют собой средства режима командной строки. У разработчиков, работавших в ОС Windows, несомненно есть опыт работы с интегрированными средами разработки (IDE, Integrated Development Environment). IDE — это графическая оболочка, в которой собраны вместе все или некоторые средства, необходимые для создания, отладки и выполнения приложения. Обычно она как минимум содержит редактор, обозреватель файлов и средство для выполнения приложения и перехвата результата. В более полные среды включена поддержка генерации исходных файлов на базе шаблонов, разработанных для приложений определенных типов, интеграция с системой управления исходным программным кодом и автоматическое документирование.

В следующих разделах мы рассмотрим одну такую IDE, KDevelop, и упомянем другие IDE, доступные для ОС Linux сегодня. Эти среды разработки активно развиваются, и лучшие из них начинают конкурировать с коммерческими предложениями.

KDevelop

KDevelop — это IDE для программ на языках С и С++. Она обеспечивает особую поддержку при создании приложений, выполняющихся в среде K Desktop Environment (KDE), одном из двух основных современных пользовательских графических интерфейсов в системах Linux. Ее можно использовать и для проектов других типов, включая простые программы на языке С.

KDevelop — бесплатное программное обеспечение, выпускаемое в соответствии с требованиями Общедоступной лицензии проекта GNU (General Public License, GPL), и имеющееся во многих дистрибутивах Linux. Самую свежую версию можно загрузить с Web-сайта http://www.kdevelop.org. Проекты, созданные с помощью среды KDevelop, по умолчанию следуют стандартам, принятым для проектов GNU. Например, они будут применять утилиту autoconf для генерации make-файлов, которые специально приспособлены к среде, для которой формируются. Это означает, что проект готов к распространению в виде исходного кода, который с большой вероятностью будет успешно откомпилирован в других системах.

Проекты KDevelop также содержат шаблоны для создания документации, текст лицензии GPL и общие инструкции по установке. Количество файлов, генерируемых при создании проекта KDevelop, может испугать, но познакомьтесь с кем-нибудь, кто загружал из Интернета и компилировал типовое приложение GPL.

Рис. 9.2 

В среде KDevelop существует поддержка систем CVS и Subversion для управления исходным программным кодом, и приложения могут редактироваться и отлаживаться без выхода из среды разработки. На рис. 9.2 и 9.3 показано стандартное приложение на С в среде KDevelop (еще одна программа, приветствующая мир), которое редактируется и выполняется.

Рис. 9.3 

Другие среды разработки

Для ОС Linux имеется в наличии иди разрабатывается множество других редакторов и IDE, как бесплатных, так и коммерческих. Несколько самых интересных приведено в табл. 9.6.

Таблица 9.6

Среда разработки Тип URL программного продукта Eclipse Платформа на базе языка Java и IDE http://www.eclipse.org Anjuta IDE для пользовательского графического интерфейса GNOME http://anjuta.sourceforge.net/ QtEZ IDE для пользовательского графического интерфейса KDE http://projects.uid0.sk/qtez/ SlickEdit Коммерческий редактор кода с поддержкой многих языков http://www.slickedit.com/

Резюме

В этой главе вы увидели лишь несколько средств ОС Linux, делающих разработку и распространение программ управляемыми. Первое и, может быть, самое важное — вы применили команду make и make-файлы для управления множественными исходными файлами. Далее вы познакомились с управлением исходным программным кодом с помощью систем RCS и CVS, которые позволяют отслеживать изменения в процессе разработки программ. Затем вы рассмотрели распространение программ с помощью команды patch, совместного применения команд tar и gzip и RPM-пакетов. В заключение вы бросили взгляд на одно из средств, IDE KDevelop, немного облегчающее цикл разработки программы, включающий редактирование, выполнение и отладку. 

Глава 10 Отладка

По утверждению Software Engineering Institute (Институт программных разработок) и IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Институт инженеров по электротехнике и электронике) в любом значимом фрагменте программного обеспечения первоначально всегда есть дефекты, примерно два на 100 строк программного кода. Эти ошибки приводят к тому, что программы и библиотеки не работают так, как требуется, часто заставляя программу вести себя иначе, чем предполагалось. Отслеживание ошибок, их идентификация и удаление могут потребовать от программиста больших затрат времени на этапе разработки.

В этой главе мы рассмотрим недочеты программного обеспечения и некоторые средства и методы исследования характерных примеров ошибочного поведения. Это не то же самое, что тестирование (задача проверки работы программы во всех возможных условиях или обстоятельствах), хотя тестирование и отладка конечно же взаимосвязаны, и многие ошибки обнаруживаются в процессе тестирования.

Будут обсуждаться следующие темы:

□ типы ошибок;

□ общие методы отладки;

□ отладка с помощью gdb и других средств;

□ проверка соблюдения условий (макрос assert);

□ устранение ошибок использования памяти.

Типы ошибок

Ошибка, как правило, возникает по одной из нескольких причин, каждая из которых предполагает конкретный метод выявления и устранения.

□ Ошибки описания или спецификации. Если программа неверно определена, она, несомненно, не сможет выполняться, как требуется. Даже лучший программист в мире может порой написать неверную программу. Прежде чем приступить к программированию (или разработке), убедитесь в том, что вы точно знаете и четко представляете, что должна делать программа. Вы обнаружите и устраните множество ошибок спецификации (если не все), обсуждая требования и получая подтверждение их правильности у тех, кто будет применять вашу программу в дальнейшем.

□ Ошибки проектирования или разработки. Перед созданием программы любого размера должны прорабатываться. Как правило, недостаточно просто сесть к клавиатуре компьютера, непосредственно набрать программный код и ждать, что программа сразу заработает. Нужно время, чтобы подумать о том, как написать программу, какие структуры данных потребуются и как они будут использоваться. Постарайтесь заранее разработать все в деталях, это убережет вас от многочисленных переработок программы в дальнейшем.

□ Ошибки кодирования. Конечно, все делают ошибки при наборе. Создание программного кода из вашей разработки — неидеальный процесс. Именно здесь появляется много ошибок. Когда вы сталкиваетесь с ошибкой в программе, не упускайте возможности еще раз прочесть ваш исходный код или попросите об этом кого-нибудь. Просто поразительно, как много ошибок и недочетов можно обнаружить и устранить, обсуждая реализацию с кем-нибудь еще.

Примечание

Языки программирования с компиляторами, такие как С, обладают возможностью поймать синтаксические ошибки в процессе компиляции, в то время как интерпретируемые языки, например язык командной оболочки Linux, могут обнаружить синтаксические ошибки только тогда, когда вы попытаетесь выполнить программу. Если проблема в коде обработки ошибки, нелегко будет выявить ее в ходе тестирования.

□ Попытайтесь выполнить основную часть программы на бумаге, этот процесс называют формальным прогоном. Для наиболее важных подпрограмм запишите значения на входе и вычислите шаг за шагом выходные значения. Для отладки совсем не обязательно всегда применять компьютер, иногда именно компьютер создает проблемы. Даже разработчики, пишущие библиотеки, компиляторы и операционные системы, делают ошибки! С другой стороны, не спешите винить во всем используемые программные средства; гораздо вероятнее, что ошибка закралась в вашу новую программу, а не в компилятор.