4.4. Файлы заголовков

Использование текстовых файлов заголовков (header-файлов), которые вставляются в текст программы на языке Си с помощью директивы include препроцессора Си, является традиционной техникой программирования на языке Си в среде ОС UNIX, обеспечивающей синтаксическую правильность использования библиотечных функций (в том числе и системных вызовов) в прикладной программе. Ранее файлы заголовков главным образом содержали определения типов и символических констант (символические константы - это константы, которым сопоставлены имена посредством директивы define препроцессора Си), используемых в интерфейсах соответствующих библиотечных функций. Корректное применение файлов заголовков позволяло программистам не заботиться о правильности типов данных, используемых при обращении к библиотечным функциям и обработке их результатов.

Традиционные файлы заголовков не гарантировали того, что набор параметров вызываемой библиотечной функции соответствовал ее интерфейсу, поскольку объявление функции, содержащее ее интерфейс, в файле компиляции отсутствовало. В лучшем случае ошибки такого рода устойчиво проявлялись во время выполнения программы, хотя далеко не всегда было просто понять их природу. В худшем случае ошибка возникала при переносе программы, поскольку одноименные библиотечные функции действительно обладали разными интерфейсами в разных средах, и в исходной операционной среде ошибки в параметрах не было.

Эту проблему удалось решить за счет введения в язык Си понятия прототипа функции. Прототип функции - это часть ее объявления, содержащая только интерфейс (без тела функции). Наличие прототипа любой функции допускается в любом файле компиляции, даже не обязательно содержащем вызов этой функции. Однако, если вызов функции содержится в файле компиляции, то набор параметров вызова должен точно соответствовать интерфейсу вызываемой функции, определенному в ее прототипе.

Для группы родственных библиотечных функций делается общий файл заголовков, содержащий необходимые определения типов данных и символических констант, а также набор прототипов этих библиотечных функций. После включения в файл компиляции такого файла заголовков на стадии компиляции будут обнаружены все синтаксические ошибки обращения к библиотечным функциям.

Последнее замечание относительно файлов заголовков. В последнее время они содержат большое количество операторов условной компиляции, относящихся большей частью к определению символических констант. Дело в том, что в зависимости от версии операционной системы значения констант, используемых с одним и тем же смыслом, часто меняются. Конечно, прикладная программа не должна зависеть от таких изменений. Наличие операторов условной компиляции внутри файла заголовков разрешает эту проблему.

5. Средства интерактивного интерфейса пользователей

По своей исходной задумке ОС UNIX является типичной интерактивной операционной системой, или системой с разделением времени. Это означает, что каждый пользователь системы взаимодействует с системой со своего собственного терминала в интерактивном режиме, задавая системе команды и получая на экран своего терминала ответные сообщения системы. Эта картина остается истинной для всех современных вариантов ОС UNIX, но в существенных деталях она сильно отличается. Основное отличие заключается в способе организации интерактивного интерфейса с системой.

Когда создавались первые варианты ОС UNIX, единственным практически доступным (и сравнительно удобным) аппаратным средством интерактивного взаимодействия с вычислительной системой являлись алфавитно-цифровые терминалы, способные вводить и выводить строки символов. Поэтому исторически базовым средством взаимодействия системы с пользователем является строчный интерфейс: пользователь вводит со своего терминала некоторую строку символов, и если система понимает смысл этой строки, то она выполняет соответствующие действия и выдает на экран пользователя соответствующие результаты.

Широкое распространение дешевых цветных терминалов с развитыми графическими возможностями (использование персональных компьютеров с графическими интерфейсами) стимулировало переход ОС UNIX на использование графических интерфейсов взаимодействия с пользователем. В настоящее время невозможно найти современный вариант ОС UNIX, в котором не поддерживалась бы возможность использования графических терминалов в многооконном режиме с применением соответствующего графического интерфейса в каждом окне. Эти средства будут рассмотрены далее.

Однако заметим, что не приходилось еще видеть графического терминала, подключенного к UNIX-системе, хотя бы одно окно которого не использовалось бы в качестве аналога традиционного алфавитно-цифрового терминала для взаимодействия с системой в традиционном режиме (это не обязательно, но экономит время). Более того, многие профессиональные программисты предпочитают использовать традиционные интерфейсы, осознавая, насколько большие возможности они обеспечивают и насколько меньшие порождают накладные расходы. Поэтому без знания основ традиционного интерфейса с ОС UNIX обойтись все еще нельзя.