Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

Как и для большинства стандартов, публикация не закончила работу комитета, который продолжал устранять некоторые неточности, обнаруженные в спецификации, и в 1993 г. начал работу над новой версией стандарта, названного C9X. Комитет также публиковал, незначительные корректировки и обновления существующего стандарта в 1994-1996 гг.

Новая версия стандарта была сделана в 1990 гг. и официально стала стандартом С99; она была принята ISO как стандарт ISO/IEC 9899:1999. До сих пор существует работающий комитет J11, который следит за стандартизацией языка С и его библиотек, но теперь он работает под управлением группы International Committee for Information Technology Standards (Международный комитет по промышленным стандартам в сфере информационных технологий). Дополнительную информацию о работе по стандартизации С см. на Web-сайте http://j11.incits.org/.

Коллекция компиляторов GNU

После разработки редактора Emacs (да, мы любим Emacs) следующим важным достижением проекта GNU, как упоминалось в главе 1, стал полностью бесплатный компилятор С, gcc, первая официальная версия которого была выпущена в 1987 г.

Первоначально имя gcc расшифровывалось как GNU С Compiler (компилятор С проекта GNU), но, поскольку базовая рабочая среда компилятора теперь поддерживает много других языков программирования, таких как С++, Objective-C, FORTRAN, Java и Ada, а также библиотеки для этих языков, определение было заменено на более подходящее GNU Compiler Collection (коллекция компиляторов GNU).

gcc всегда был и похоже останется стандартным компилятором для Linux и С или С++, основного языка для написания программ в ОС Linux. Исходную страницу gcc можно найти по адресу http://gcc.gnu.org/.

Компилятор С GNU всегда хорошо отслеживал развитие стандарта языка С, хотя он допускает некоторые расширения языка, и, безусловно, существуют незначительные задержки, как почти у всех компиляторов, между выходом стандарта и появлением версий компиляторов, точно следующих этой спецификации. Порой происходит обратное, и gcc предвосхищает слабые изменения стандарта, что тоже может совершенно сбивать с толку. У gcc есть ряд опций командной строки и других, позволяющих задать версию стандарта языка С, которой должен соответствовать компилятор, а также ряд других опций для управления степенью придирчивости или строгости компилятора.

Опции gcc

Теперь, когда вы узнали кое-что о стандарте С, давайте рассмотрим опции, которые предлагает компилятор gcc для гарантии соответствия стандарту языка С, на котором вы пишете. Есть три способа, позволяющих убедиться в том, что ваш код на С соответствует стандартам и не содержит изъянов: опции, контролирующие версию стандарта, соответствия с которой вы намерены добиваться, определения, контролирующие заголовочные файлы, и опции предупреждений, инициирующие более строгую проверку программного кода.

У gcc есть огромный набор опций, и здесь мы рассмотрим лишь те из них, которые считаем наиболее важными. Полный перечень опций можно найти на страницах интерактивного справочного руководства gcc. Мы также кратко обсудим некоторые опции директивы #define, которые можно применять; обычно их следует задавать в вашем исходном программном коде перед любыми строками с директивой #include или определять в командной строке gcc. Вас может удивить такое обилие опций для выбора применяемого стандарта вместо простого флага, заставляющего использовать современный стандарт. Причина заключается в том, что много более старых программ полагается на исторически сложившееся поведение компилятора и потребовалась бы значительная работа по их обновлению в соответствии с последними стандартами. Редко, если вообще когда-нибудь, вам захочется обновить компилятор для того, чтобы он начал прерывать работающий программный код. По мере изменения стандартов важно иметь возможность работать вопреки определенному стандарту, даже если это и не самая свежая версия стандарта.

Даже если вы пишете маленькую программу для личного применения, когда соответствие стандартам, возможно, не так уж важно, часто имеет смысл включить дополнительные предупреждения gcc, чтобы заставить компилятор искать ошибки в вашем коде еще до выполнения программы. Это всегда эффективнее, чем выполнять по шагам код в отладчике и недоумевать по поводу возможного места возникшей проблемы. У компилятора есть много опций, которые не ограничиваются простой проверкой на соответствие стандартам, таких, как способность обнаруживать код, который удовлетворяет стандарту, но, возможно, имеет сомнительную семантику. Например, в программе может быть такой порядок выполнения, который позволяет обращаться к переменной до ее инициализации.

Если вам нужно написать программу для коллективного использования, при выбранных степени соответствия стандарту и типах предупреждений компилятора, которые вы считаете достаточными, очень важно затратить немного больше усилий и добиться компиляции вашего кода без каких-либо предупреждений вообще. Если вы допустите наличие некоторых предупреждений и привыкните их игнорировать, в один прекрасный день может появиться более серьезное предупреждение, которое вы рискуете пропустить. Если ваш программный код всегда компилируется без предупреждающих сообщений, новое предупреждение неизбежно привлечет ваше внимание. Компиляция программного кода без предупреждений — полезная привычка, которую стоит взять на вооружение.

Приведенные далее опции передаются gcc в командной строке; мы перечисляем здесь только самые важные из них.

□ -ansi — это самая важная опция, касающаяся стандартов и заставляющая компилятор действовать в соответствии со стандартом языка ISO C90. Она отключает некоторые расширения gcc, не совместимые со стандартом, отключает в программах на языке С комментарии в стиле С++ (//) и включает обработку триграфов (трехсимвольных последовательностей) ANSI. Кроме того, она содержит макрос __STRICT_ANSI__, который отключает некоторые расширения в заголовочных файлах, не совместимые со стандартом. В последующих версиях компилятора принятый стандарт может измениться.

□ -std= — эта опция обеспечивает более тонкий контроль используемого стандарта, предоставляя параметр, точно задающий требуемый стандарт. Далее приведены основные возможные варианты:

 • с89 — поддерживать стандарт C89;

 • iso9899:1999— поддерживать последнюю версию стандарта ISO, C90;

 • gnu89 — поддерживать стандарт C89, но разрешить некоторые расширения GNU и некоторые функциональные возможности C99. В версии 4.2 gcc этот вариант применяется по умолчанию.

Существуют константы (#defines), которые могут задаваться опциями в командной строке или виде определений в исходном тексте программы. Мы, как правило, считаем, что для них используется командная строка компилятора.

□ __STRICT_ANSI__ — заставляет применять стандарт С ISO. Определяется, когда в командной строке компилятора задана опция -ansi.

□ _POSIX_C_SOURCE=2 — активизирует функциональные возможности, определенные стандартами IEEE Std 1003.1 и 1003.2. Мы вернемся к этим стандартам чуть позже в этой главе.

□ _BSD_SOURCE — включает функциональные возможности систем BSD. Если они конфликтуют с определениями POSIX, определения BSD обладают более высоким приоритетом.

□ _GNU_SOURCE — допускает широкий диапазон свойств и функций, включая расширения GNU. Если эти определения конфликтуют с определениями POSIX, у последних более высокий приоритет.

Эти опции передаются компилятору из командной строки. И снова мы перечислим лишь основные, полный список можно найти в интерактивном справочном руководстве gcc.

□ -pedantic — эта наиболее мощная опция проверки чистоты, программного кода на языке С. Помимо включения опции проверки на соответствие стандарту С, она отключает некоторые традиционные конструкции языка С, запрещенные стандартом, и делает недопустимыми все расширения GNU по отношению к стандарту. Эту опцию следует применять, чтобы добиться максимальной переносимости вашего кода на С. Недостаток ее в том, что компилятор сильно озабочен чистотой вашего программного кода, и порой приходится поломать голову для того, чтобы разделаться с несколькими оставшимися предупреждениями.

□ -Wformat — проверяет корректность типов аргументов функций семейства printf.

□ -Wparentheses — проверяет наличие скобок, даже там, где они не нужны. Эта опция очень полезна для проверки того, что сложные структуры инициализированы так, как задумано.

□ -Wswitch-default — проверяет наличие варианта default в операторах switch, что обычно считается хорошим стилем программирования.