Искусство программирования для Unix - Реймонд Эрик Стивен

В операционной системе Unix генераторы отчетов, такие как ls( 1), ps( 1) и who( 1), строго руководствуются моделью источника, так что их вывод можно фильтровать с помощью стандартных инструментальных средств.

Понятие "источник" (source) является, как отмечал Дуг Макилрой, весьма традиционным. Оно менее широко распространено, чем могло бы быть, поскольку термин "источник" имеет другие важные толкования.

11.6.4. Модель приемника

Приемник (sink) — фильтр-подобная программа, которая принимает данные на стандартном вводе, но не отправляет никаких данных на стандартный вывод. Как и в двух предыдущих моделях, действия программы управляются только стартовыми условиями.

Данная модель интерфейсов необычна, и существует только несколько широко известных примеров. Одним из них является программа 1рг(1), спулер печати в Unix, которая помещает в очередь для печати текст, переданный ей на стандартном вводе. Как и многие программы-приемники, данная утилита также обрабатывает файлы, указанные в командной строке. Другим примером является программа mail( 1) в режиме отправки почты.

Многие программы, которые на первый взгляд могут показаться приемниками, принимают управляющую информацию, как и данные на стандартном вводе, и фактически являются вариантами модели ed (рассматривается ниже).

Понятие "губка" (sponge) иногда применяется именно для программ-приемников, подобных утилите sort(1), которые должны полностью считать входные данные, прежде чем смогут обрабатывать любую их часть.

Термин "приемник" является традиционным и общепринятым.

11.6.5. Модель компилятора

Программы, подобные компиляторам, не используют ни стандартный вывод, ни стандартный ввод; однако они способны отправлять сообщения об ошибках в соответствующий поток данных (stderr). Вместо этого программы данного типа принимают имена файлов или ресурсов из командной строки, определенным образом преобразовывают имена данных ресурсов и отправляют вывод в файлы с трансформированными именами. Как и заклинания, программы, подобные компиляторам, после запуска не нуждаются во взаимодействии с пользователем.

Данная модель названа так потому, что основным образцом для нее служит компилятор языка С, сс(1) (или gcc(1) в Linux и многих других современных Unix-системах). Однако данная модель также широко применяется для программ, осуществляющих (например) преобразование или компрессию/декомпрессию графических файлов.

Хорошим примером программ-конвертеров является утилита gif2png( 1), которая применяется для преобразования формата GIF (Graphic Interchange Format) в PNG (Portable Network Graphics)80. Хорошими примерами программ компрессии/декомпрессии являются GNU-утилиты gzip(1) и gunzip(1), несомненно, поставляемые с большинством Unix-систем.

Как правило, модель компилятора хорошо применима при проектировании конструкции интерфейса, когда разрабатываемой программе часто приходится оперировать с множеством именованных ресурсов и ее можно написать так, чтобы она не требовала высокой интерактивности (т.е. когда управляющая информация предоставляется во время запуска программы). Программы, подобные компиляторам, можно легко включать в сценарии.

Понятие "компиляторный интерфейс" (compiler-like interface) для данной модели понятно многим в Unix-сообществе.

11.6.6. Модель редактора ed

Для всех предыдущих моделей характерна весьма низкая интерактивность. В них используется только управляющая информация, переданная во время запуска и обособленная от данных. Однако многим программам после запуска требуется управление с помощью продолжительного диалога с пользователем.

Традиционно для Unix, простейшая модель проектирования интерактивного интерфейса иллюстрируется на примере строчного редактора ed(1). В число других классических примеров включаются ftp(1) и sh(1), оболочка Unix. Программа ed(1) принимает в качестве аргумента имя файла и модифицирует данный файл. На входе программа принимает командные строки. Некоторые из команд отражаются на выходных данных на стандартном выводе для немедленного просмотра пользователем, как часть диалога с программой.

Реальный пример сеанса работы в редакторе ed(1) включен в главу 13.

Многие программы в Unix, подобные браузерам и редакторам, придерживаются данной модели, даже когда редактируемые ими именованные ресурсы не являются текстовыми файлами. В качестве примера можно упомянуть символьный GNU-отладчик gdb(1).

Программы, подчиняющиеся модели ed, не так широко можно использовать в сценариях, как можно было бы использовать более простые типы интерфейсов, аналогичные фильтрам. Таким программам можно передать команды через стандартный ввод, но генерировать последовательности команд (и интерпретировать любой их вывод) сложнее, чем просто устанавливать значения переменных окружения и параметры командной строки. Если действие команд не является настолько предсказуемым, что они могут выполняться вслепую (например, с потоковым документом (here document) в качестве входных данных и игнорируя вывод), то управление ^-подобными программами требует протокола и соответствующего конечного автомата в вызывающем процессе. Это приводит к проблемам, отмеченным в главе 7 при обсуждении управления подчиненными процессами.

Тем не менее, данная модель является простейшей и предоставляет наибольшие возможности использования в сценариях, которые доступны для полностью интерактивных программ. Соответственно, она остается весьма полезной как компонент модели "разделения ядра и интерфейса", которая описывается ниже.

11.6.7. Rogue-подобная модель

Данная модель получила свое название благодаря первому примеру ее реализации, ролевой игре rogue(1) (см. рис. 11.2) в BSD. Определение "rogue-подобная" для данной модели широко известно в традиции Unix. Rogue-подобные программы предназначены для запуска в системной консоли, эмуляторе X-терминала или видеотерминале. Они используют полный экран и поддерживают визуальный стиль интерфейса, но с псевдографическим экраном вместо графического экрана и мыши.

Команды обычно представлены в виде одиночных клавиш, ввод которых не отображается для пользователя (в противоположность командным строкам ел?-модели), хотя некоторые из них приводят к открытию командного окна (часто, хотя и не всегда, последняя строка экрана), в котором можно вводить более сложные вызовы. Структура команд заставляет пользователя интенсивно использовать клавиши управления курсором для выбора участков экрана или строк, на которых необходимо выполнить какую-либо операцию.

Рис. 11.2. Копия экрана оригинальной игры Rogue

Программы, написанные в данном стиле, часто моделируются на основе редакторов vi(1) либо emacs(1) и (подчиняясь правилу наименьшей неожиданности) используют их последовательности команд для выполнения таких частых операций, как получение справки и завершение программы. Следовательно, можно, например, ожидать, что программа, написанная согласно данной модели, завершит работу после команд "х", "q" или "С-х С-с".

В число других элементов интерфейсов, связываемых с данной моделью, входят: (а) меню, каждая строка которого состоит из одного пункта, причем текущий выбор выделяется жирным шрифтом или инверсной подсветкой, и (b) "строки состояния" — сводные данные о состояния программы, представленные в подсвечиваемой строке экрана часто вблизи нижней или верхней его границы.