Основы программирования в Linux

Мэтью Нейл

Существуют средства, которые могут помочь в анализе кода, одно из самых очевидных — компилятор. Он сообщит вам о любых имеющихся в вашей программе синтаксических ошибках.

Примечание

У некоторых компиляторов есть опции, формирующие предупреждения в сомнительных случаях, таких как отсутствие инициализации переменных или применение присваиваний в условиях. Например, компилятор GNU можно запускать со следующими опциями:

gcc -Wall -pedantic -ansi

Они порождают много предупреждений и дополнительных проверок на соответствие стандартам языка С. Рекомендуем взять за правило использование этих опций, особенно

Wall

.

Она генерирует полезную информацию при обнаружении ошибок в программе.

Чуть позже мы кратко обсудим и другие средства,

lint

и

splint

. Как и компилятор, они анализируют код и сообщают о фрагментах кода, которые могут быть некорректными.

Оснащение средствами контроля

Оснащение средствами контроля — это вставка в программу кода для сбора дополнительной информации о поведении программы во время ее выполнения. Очень популярна вставка вызовов функции

printf

для вывода значений переменных на разных стадиях выполнения программы. Вы можете с пользой для себя добавить несколько вызовов

printf

, но должны знать о том, что этот процесс повлечет за собой дополнительные редактирование и компиляцию при любом изменении программы и, конечно, вам придется удалить код, когда ошибки будут исправлены.

Здесь могут помочь два метода оснащения средствами контроля. Первый использует препроцессор языка С для выборочного включения кода средств контроля так, что вам нужно только перекомпилировать программу для вставки или удаления отладочного кода. Сделать это можно очень просто, с помощью конструкций, подобных приведенным далее:

#ifdef DEBUG

 printf("variable x has value = %d\n", x);

#endif

Вы можете компилировать программу с флагом компилятора

– DDEBUG

для определения символического имени

DEBUG

и включения дополнительного кода и без этого флага — для удаления отладочного кода. Можно создать и более сложный вариант использования пронумерованных отладочных макросов:

#define BASIC_DEBUG 1

#define EXTRA_DEBUG 2

#define SUPER_DEBUG 4

#if (DEBUG & EXTRA_DEBUG)

 printf...

#endif

В этом случае вы всегда должны определять макрос

DEBUG

, но можете настраивать объем отладочной информации или уровень детализации. Флаг компилятора

– DDEBUG=5

в нашем примере активизирует макросы

BASIC_DEBUG

и

SUPER_DEBUG

, но не

EXTRA_DEBUG

. Флаг

DDEBUG=0

отключит всю отладочную информацию. С другой стороны, вставка следующих строк устранит необходимость задания в командной строке

DEBUG

, если отладки не требуется.

#ifndef DEBUG

#define DEBUG 0

#endif

Несколько макросов, определенных препроцессором С, могут предоставить отладочную информацию. Эти макросы раскрываются для предоставления сведений о текущей компиляции (табл. 10.1).

Обратите внимание на то, что приведенные символические имена начинаются и заканчиваются двумя символами подчеркивания. Это стандартное правило для символических имен препроцессора, и вы должны аккуратно выбирать идентификаторы, чтобы избежать конфликтов. Термин "текущие"

в предыдущих описаниях указывает на момент выполнения препроцессорной обработки, т.е. время и дата запуска компилятора и обработки файла.

Таблица 10.1

Макрос	Описание
__LINE__	Десятичная константа, предоставляющая номер текущей строки
__FILE__	Строка, предоставляющая имя текущего файла
__DATE__	Строка в форме "ммм дд гггг", текущая дата
__TIME__	Строка в форме "чч:мм:сс", текущее время

Выполните упражнение 10.1.

Упражнение 10.1. Отладочная информация

Далее приведена программа cinfo.c, которая выводит дату и время компиляции, если включен режим отладки.

#include <stdio.h>

# include <stdlib.h>

int main {

#ifdef DEBUG

 printf("Compiled: " __DATE__ " at " __TIME__ "\n");

 printf("This is line %d of file %s\n", __LINE__, __FILE__);

#endif

 printf("hello world\n");

 exit(0);

}

Когда вы откомпилируете эту программу с включенным режимом отладки (используя флаг

– DDEBUG

), то увидите следующие сведения о компиляции:

$ cc -о cinfo -DDEBUG cinfo.c

$ ./cinfo

Compiled: Jun 30 2007 at 22:58:43

This is line 8 of file cinfo.c

hello world

$

Как это работает

Препроцессор С, часть компилятора, отслеживает текущую строку и текущий файл во время компиляции. Он подставляет текущие (времени компиляции) значения этих переменных везде, где обнаруживает символические имена

__LINE__

и

__FILE__

. Дата и время компиляции становятся доступными аналогичным образом.

Поскольку

__DATE__

и

__TIME__

— строки, вы можете объединить их в функции

printf

с помощью строк формата, т.к. в языке С ANSI смежные строки воспринимаются как одна.

Отладка без перекомпиляции

Прежде чем двигаться дальше, стоит отметить, что существует способ применения функции

printf

, позволяющий отлаживать программу без применения метода

#ifdef DEBUG

, требующего перекомпиляции программы перед ее использованием.

Метод заключается во вставке глобальной переменной как флага отладки, разрешении опции

– d

в командной строке, которая дает возможность пользователю включить отладку даже после того, как программа была введена в эксплуатацию, и включении функции мониторинга процесса отладки. Теперь можно вкраплять в код программы строки, подобные следующим: