LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (26) - Standardní knihovna

Dnešním dílem zahájíme zběžný výklad standardní knihovny, respektive toho, co nám z ní ještě zbývá probrat. Začneme chybovými stavy a proměnnou errno a podíváme se také na matematiku v pohyblivé desetinné čárce.

31.10.2005 07:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 29964×

Standardní knihovna

Z funkcí standardní knihovny jsme v průběhu seriálu již probrali standardní výstup a výstup, konverzi základních datových typů, práci s pamětí a řetězci, operace se soubory a v minulém dílu i práci se zásobníkem. Zbývá nám ještě detekce chyb, matematika v pohyblivé desetinné čárce, generování pseudonáhodných čísel, měření času, práce s jednotlivými znaky, hledání a třídění a funkce pro podporu ladění a ovládání chodu programu. Program používající pouze standardní knihovnu půjde na úrovni zdrojového kódu přenést prakticky na jakoukoli rozumnou platformu. Ukážeme si však také, že je celá řada oblastí, které standardní knihovna nepokrývá. Z těch nejdůležitějších bych jmenoval programování grafického uživatelského rozhraní, vlákna a procesy a jejich synchronizace a komunikace, sítě a pokročilejší práce se souborovým systémem. V těchto případech zpravidla programátor vybere, pro který typ operačního systému chce program vyvíjet a použije nativní knihovny. Obvykle není problém program napsat tak šel přeložit a fungoval například na všech běžných OS unixového typu nebo třeba na všech Windows od verze 95 výše a podobně. Multiplatformní programy pak obsahují podmíněný překlad (#ifdef) a konkrétní části kódu obsahují pro každý systém zvlášť nebo (častěji) použijí nějakou nestandardní multiplatformní knihovnu, která to udělá za ně.

Chybové stavy

Volání knihovní funkce nemusí být úspěšné. Většina funkcí je navržena tak, aby se volající z návratové hodnoty nebo výstupního parametru dozvěděl, že došlo k nějaké chybě, ale ne vždy je zřejmý i přesný typ chyby. Podrobnější informace lze získat z proměnné (norma C připouští i implementaci pomocí makra, které se chová jako proměnná) errno z hlavičkového souboru errno.h. Na počátku chodu programu je errno 0, ale neúspěšné volání (téměř) každé funkce ze standardní knihovny hodnotu errno nastaví na charakteristickou hodnotu. Zda konkrétní funkce errno nastavuje, zjistíte v manuálových stránkách. Po úspěšném volání není hodnota definována, neboť mohla být změněna již z dřívějška nebo nastavena nějakým vnořeným voláním.

Pokud knihovní funkce neuspěje a nastaví errno, volajícího zpravidla víc než kód chyby zajímá její popis. V errno.h jsou kromě errno deklarované také

const char *sys_errlist[];
int sys_nerr;

Tedy pole indexovatelné hodnotami errno až do sys_nerr - 1. Hlídat rozsah pole sys_errlist při každém ošetření chyby je jistě otravné, nehlídat ho zase nebezpečné, neboť v případě nekompatibility mezi verzemi knihoven se může errno dostat mimo rozsah pole. Lepší je použít funkci strerror ze string.h nebo v případě prostého výpisu na chybový výstup použít perror ze stdio.h.

Ukážeme si to na příkladu. Zkusíme otevřít pod běžným uživatelem /etc/passwd pro zápis na konec souboru. Když se nám to nepodaří, vypíšeme několika možnými způsoby na chybový výstup příslušnou hlášku.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main(void) {
  FILE *f;
  int chyba;

  f = fopen("/etc/passwd", "a");
  if (f != NULL) {
    puts("Jak to, že se mi to podařilo?");
    fclose(f);
    return 0;
  }
  
  /* Uložím si errno, neboť fprintf a perror by jej mohly změnit */
  chyba = errno;

  /* První způsob */
  perror("nepodařilo se otevřít soubor");
  
  /* Druhý způsob*/
  fprintf(stderr, "nepodařilo se otevřít soubor: %s\n", strerror(chyba));

  /* Třetí způsob*/
  if (chyba >= 0 && chyba < sys_nerr)
    fprintf(stderr, "nepodařilo se otevřít soubor: %s\n",
      sys_errlist[chyba]);

  return 0;
}

Matematika

Hlavičkový soubor math.h nám zpřístupní celou řadu funkcí v typu double, které známe z matematiky. Při návrhu algoritmů s čísly v pohyblivé desetinné čárce je vždy třeba počítat s tím, že pracujeme s omezenou přesností (a tak například operátor == aplikovaný na výsledky nějakého výpočtu nemusí vrátit stejný výsledek jako v ideálním světě matematiky), navíc při konkrétních výpočtech hrozí kumulace zaokrouhlovací chyby a podobně.

double ceil(double x)horní celá část
double floor(double x)dolní celá část
double modf(double x, double *pi)desetinná a celá část
double frexp(double x, int *pexp)normalizovaný základ a mocnina dvou
double ldexp(double x, int *exp)x * 2exp
double fabs(double x)absolutní hodnota x
double fmod(double x, double y)zbytek po dělení x / y
double pow(double x, double y)xy
double sqrt(double x)odmocnina x
double exp(double x)ex
double log(double x)přirozený logaritmus x
double log10(double x)desítkový logaritmus x
double sin(double x)sinus x
double cos(double x)kosinus x
double tan(double x)tangens x
double asin(double x)arkussinus x
double acos(double x)arkuskosinus x
double atan(double x)arkustangens x
double atan2(double y, double x)úhel daný polopřímkou [0, 0], [x, y]
double sinh(double x)hyperbolický sinus
double cosh(double x)hyperbolický kosinus
double tanh(double x)hyperbolický kotangens

Všechny uvedené goniometrické funkce pracují v radiánech. Řada funkcí není definovaná pro všechna reálná čísla, případně výsledek může být příliš velký. V tomto případě volání funkce nastaví errno na hodnotu EDOM respektive ERANGE.

Ukážeme si malý příklad. Pro všechny celočíselné hodnoty úhlu od 0 do pi spočítáme pomocí sin a cos polohu bodu na jednotkové kružnici a funkcí atan2 zpětně dopočítáme úhel oproti ose x a obě hodnoty úhlu porovnáme. Na mém počítači jsou vyjdou obě hodnoty zcela stejně, neboť se výsledek atan2 vypočítá na nejbližší v typu double reprezentovatelnou hodnotu, kterou je v našem případě příslušné celé číslo.

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define PI 3.14159

int main(void) {
  double rad1, stupnu, rad2, x, y;

  for (rad1 = 0.0; rad1 <= PI; rad1 += 1.0) {
    stupnu = (rad1 * 360.0) / (2 * PI);
    x = cos(rad1);
    y = sin(rad1);
    rad2 = atan2(y, x);
    printf(
      "radiány: %f, stupně %f, bod [%f, %f],"
        " znovu radiány %f\n",
      rad1, stupnu, x, y, rad2);
  }
  return 0;
}

Pokud jste měli při překladu problém s linkerem a nedostupností funkcí sin, cos a atan2, musíte pomocí -lm explicitně přilinkovat příslušnou část standardní knihovny.

gcc matematika.c -lm -o matematika

Pokračování příště

V příštím dílu budeme pokračovat v probírání standardní knihovny.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

14.11.2017 16:56 /František Kučera

Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tradičně první čtvrtek před třetím pátkem v měsíci: 16. listopadu od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).


Přidat komentář

12.11.2017 11:06 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 4. ročník odborné IT konference na téma Datová centra pro business proběhne již ve čtvrtek 23. listopadu 2017 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00. Konference o návrhu, budování, správě a efektivním využívání datových center nabídne odpovědi na aktuální a často řešené otázky, např Jaké jsou aktuální trendy v oblasti datových center a jak je využít pro vlastní prospěch? Jak zajistit pro firmu či jinou organizaci odpovídající služby datových center? Podle jakých kritérií vybrat dodavatele služeb? Jak volit součásti infrastruktury při budování či rozšiřování vlastního datového centra? Jak efektivně spravovat datové centrum? Jak eliminovat možná rizika? apod.
Přidat komentář

13.9.2017 8:00 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tentokrát netradičně v pondělí: 18. září od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

3.9.2017 20:45 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: Dne 21. září 2017 proběhne v Praze konference "Mobilní řešení pro business". Hlavní tématy konference budou: nejnovější trendy v oblasti mobilních řešení pro firmy, efektivní využití mobilních zařízení, bezpečnostní rizika a řešení pro jejich omezení, správa mobilních zařízení ve firmách a další.
Přidat komentář

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

18.9.2017 14:37 / Rojas
high security vault

15.9.2017 7:33 / Wilson
new zealand childcare jobs

31.8.2017 12:11 / Jaromir Obr
Re: ukůládání dat ze souboru

30.7.2017 11:12 / Jaromir Obr
Národní znaky

27.7.2017 12:24 / Jaromir Obr
Cteni/zapis

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze