Hovedtemaene denne uken blir minne, pekere, arrays, cstrings, objektfiler, headere, Make-filer, og hvordan man kan fordele koden over flere filer. Hvis du ikke har sett på forrige ukes oppgaver, kan det være greit å ta en titt. Jeg legger ut ganske mange oppgaver i år. Det kan derfor være lurt å bla litt frem og tilbake, og bruke tiden der du synes det er behov. Noen av oppgavene jeg legger ut er vanskelige. Det er ikke forventet at dere får til alle sammen. Målet med oppgavene er å få trening i C. Vi kommer til å vende tilbake til disse temaene og oppgavene gjennom hele semesteret.
Noen begreper denne uken:
Header: En fil vi kan inkludere for å få tilgang til funksjoner, makroer etc. Når vi skriver #include <stdio.h> er stdio.h en header-fil vi inkluderer fra standardbiblioteket. Det finnes også en annen type include: #include "person.h". Her er person.h en headerfil i samme mappe som filen selv, altså gjerne en fil vi har skrevet selv.
Peker: Grovt og enkelt kan vi si at en peker er en minneadresse, som "peker" på en eller flere verdier, et eller annet sted i minne. Pekere står sentralt i C, og blir grundig gjennomgått i plenumsgruppen.
Objektfil: C-kode kan kompileres til objektfiler, som senere kan lenkes sammen med andre objektfiler, og sammen danne en kjørbar programfil. Dette gjør det for eksempel mulig å lenke mot biblioteker som allerede er kompilert på maskinen.
Fildeskriptor: En måte å håndtere arbeid med filer på i C-programmer. Vi kan for eksempel kalle funksjonen fopen() med banen til en fil for å få returnert en fildeskriptor, som vi deretter kan bruke for å lese fra eller skrive til filen.
A) Skriv funksjonen sum som tar summen av a og b, og legger resultatet inn i result. Resultatet skal altså skrives til det stedet i minnet som result "peker" på.
void sum(int a, int b, int *result);
B) I dette tilfellet hadde det kanskje vært bedre å gi tilbake resultatet via funksjonens returverdi. Prøv å tenke deg eksempler på situasjoner der det faktisk kan lønne seg å bruke pekere.
A)
Skriv funksjonen char * tulloc(size_t size). Den skal allokere size * 4 + 1 bytes med minne, og fylle dette området med gjentagelser av ordet "tull". Den siste byten skal være lik '\0' (som alle andre vanlige, nullterminerte cstring-er). Funksjonen skal returnere en peker til minneområdet.
Vi har denne kodebiten med en for-løkke:
int i;
short arr[] = {2, 1, -1, 10, 22, 21};
int len = 6;
for (i=0; i<len; i++)
printf("[%d]: %d\n", i, arr[i]);
Hvordan kan vi endre kroppen til løkken slik at den bruker pekeroperasjoner istedenfor vanlige array-indekser (slik som arr[i])?
Hint: Man kan gjøre regneoperasjoner, slik som +, med pekere, for å flytte seg fremover eller bakover i minnet. Se evt. foilene.
Skriv programmet wordcount, som leser en fil og teller antall forekomster av et gitt ord. Programmet skal kunne kalles med to parametre, for eksempel:
wordcount eple brev.txt
Sørg for å lukke fildeskriptoren før programmet avsluttes, og håndter eventuelle feil som kan oppstå.
(Endret 2. sep. Den gamle oppgaven med "chop_string" er fjernet.)
Skriv noen programmer for å utforske forskjellige sider av C:
a) Prøv å skrive ut minneadressene til noen variabler til terminalen.
b) Prøv å bruke norske bokstaver i et program. Hvor lang er en streng med norske bokstaver hvis vi sjekker den med strlen() fra string.h?
c) Deklarer en array uten å sette noen av verdiene. Prøv å skrive ut noen av elementene likevel, og se om de har verdier allerede. Prøv det samme med malloc() fra stdlib.h.
d) Skriv et program som går i evig løkke, og skriver ut tallverdien av hvert tegn brukeren skriver inn i terminalen.
Denne oppgaven handler om å strukturere koden og spre den over flere filer. Forrige uke laget vi programmet gull, som var en kommandolinje for gullkorn (løsningsforslag). Vi skal nå jobbe videre med dette programmet.
A)
Del programmet i to filer; gem.c og cli.c, der gem.c kun inneholder kode som har å gjøre med gullkorn, og cli.c implementerer kommandolinjen. Tanken er at gem.c etterhvert kan brukes av flere forskjellige gullkorn-relaterte programmer.
B)
Skriv en header gem.h som deklarerer funksjonen(e) i gem.c, slik at vi enkelt kan importere dem andre steder. Bruk "include guards" for å sikre mot at headeren inkluderes flere ganger.
C)
Oppdater cli.c så den inkluderer gem.h og bruker funksjoner derfra for å få fatt på gullkorn.
D)
Skriv en Makefile som kan kompilere objekt-filene, og lenke dem sammen for å få et kjørbart program. Definer handlingen make clean, som rydder opp (sletter de kompilerte filene). Definer handlingen make all, som kompilerer alt (foreløpig bare cli-et og objektfilene).
E)
Det ligger mye info om Make ute på nettet. Siden om Make på Wikipedia kan være verdt et besøk. Eksperimenter litt med eksemplene og se om det er noe du kan ha nytte av i dine egne Make-filer. Vi kommer til å lage en mer avansert og fleksibel Makefile for gull i gruppetimen.
Vi skal nå prøve å skrive mer objektorientert kode i C. Eksempelet vi tar utgangspunkt i er et personregister. Hver person har et navn (char *) og en alder (short int). Da hadde det jo vært praktisk med person-objekter..
C har ingen støtte for klasser eller objekter i samme forstand som Java eller Python, så objektorienteringen må gjøres på en litt annen måte. Vi kan for eksempel allokere minne for en person-strukt, og gi en peker til strukten til funksjoner som arbeider med strukten på forskjellige måter.
A)
Skriv strukten person_t (med navn og alder, som angitt), på denne formen:
typedef struct {
...
} person_t;
B)
Skriv funksjonen person_t *Person_new(char *name, short age), som allokerer minne for en person, skriver verdiene, og returnerer en peker til personen.
C)
Skriv funksjonen void Person_birthday(person_t *person) som gjør en person et år eldre.
D)
Skriv funksjonen void Person_inspect(person_t *person) som skriver ut en person i terminalen med navn og alder.
E)
Skriv funksjonen void Person_free(person_t *person) som frigir minnet som ble brukt av personen.
F) Skriv et testprogram for å se at funksjonene du har skrevet fungerer.
G) Hva synes du om funksjons-navnene som er foreslått her?
H) Hvordan kan vi håndtere eventuelle feil som oppstår i disse funksjonene? Implementer feilhåndtering hvis du har lyst.
I) Ekstra utfordring for de som har lyst:
Skriv personregisteret, med en kommandolinje der man kan..
- Legge til personer
- Fjerne personer
- Vise en liste over alle personer
- Skrive registeret til en fil
- Lese registeret fra en fil
- Avslutte
Send gjerne inn spørsmål via gruppesiden.